KR101563834B1 - Image decoding device, image decoding method, image encoding device, and image encoding method - Google Patents
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Abstract
인트라 예측부(4)가 프레임 내의 부호화 완료된 화상 신호를 이용하여, 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인트라 예측 화상을 생성할 때, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 부호화에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시한다. 이것에 의해, 국소적으로 발생하는 예측 오차를 저감하여, 화상 품질을 높일 수 있다.When the intra-prediction unit 4 generates an intra-prediction image by performing intra-frame prediction processing using the coded image signal in the frame, among the one or more filters prepared in advance, A filter is selected in accordance with the state of various parameters according to the filter, and filter processing is performed on the predictive image using the filter. As a result, locally generated prediction errors can be reduced and image quality can be improved.
Description
본 발명은, 동화상을 고효율로 부호화를 행하는 동화상 부호화 장치 및 동화상 부호화 방법과, 고효율로 부호화되어 있는 동화상을 복호하는 동화상 복호 장치 및 동화상 복호 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a moving picture coding apparatus and a moving picture coding method for coding a moving picture with high efficiency and a moving picture decoding apparatus and a moving picture decoding method for decoding a moving picture encoded with high efficiency.
예컨대, MPEG(Moving Picture Experts Group)나 「ITU-T H. 26x」 등의 국제 표준 영상 부호화 방식에서는, 입력 영상 프레임을 직사각형의 블록(부호화 대상 블록)으로 분할하고, 그 부호화 대상 블록에 대하여, 부호화 완료된 화상 신호를 이용하는 예측 처리를 실시하는 것에 의해 예측 화상을 생성하고, 그 부호화 대상 블록과 예측 화상의 차분인 예측 오차 신호를 블록 단위로 직교 변환이나 양자화 처리를 행하는 것에 의해, 정보 압축을 행하도록 하고 있다.For example, in an international standard image coding system such as MPEG (Moving Picture Experts Group) or ITU-T H. 26x, an input image frame is divided into a rectangular block (a block to be coded) A predictive image is generated by performing prediction processing using an encoded image signal and orthogonal transformation or quantization processing is performed on a predictive error signal that is a difference between the current block and the predictive image on a block basis, .
예컨대, 국제 표준 방식인 AVC/H. 264(ISO/IEC 14496-10|ITU-T H.264)에서는, 부호화 완료된 근방 화소로부터의 인트라 예측 처리 또는 근접 프레임간에서의 움직임 보상 예측 처리를 행하고 있다(예컨대, 비특허 문헌 1을 참조).For example, AVC / H. 264 (ISO / IEC 14496-10 | ITU-T H.264), intraprediction processing from a coded neighboring pixel or motion compensation prediction processing between adjacent frames is performed (for example, see Non-Patent Document 1) .
MPEG-4 AVC/H. 264에 있어서, 휘도의 인트라 예측 모드에서는, 블록 단위로, 복수의 예측 모드 중에서 1개의 예측 모드를 선택할 수 있다.MPEG-4 AVC / H. 264, in the intraprediction mode of luminance, one prediction mode can be selected from among a plurality of prediction modes on a block-by-block basis.
도 10은 휘도의 블록 사이즈가 4×4 화소의 경우의 인트라 예측 모드를 나타내는 설명도이다.10 is an explanatory diagram showing an intra prediction mode in the case where the block size of luminance is 4 x 4 pixels.
도 10에 있어서, 백색원이 부호화 대상의 블록 내의 화소이다. 흑색원은 예측에 이용하는 화소이고, 부호화 완료된 인접 블록 내의 화소이다.In Fig. 10, the white circle is a pixel in a block to be coded. The black circle is a pixel used for prediction, and is a pixel in an encoded neighboring block.
도 10에서는, 인트라 예측 모드로서, 9개의 모드 0~모드 8이 준비되어 있지만, 모드 2는 평균값 예측을 행하는 모드이고, 위쪽과 왼쪽의 블록의 인접 화소의 평균값으로, 부호화 대상 블록 내의 화소를 예측한다.In Fig. 10, nine
모드 2 이외의 모드는 방향성 예측을 행하는 모드이다. 모드 0은 수직 방향 예측이고, 위쪽의 블록의 인접 화소를 수직 방향으로 반복하는 것에 의해 예측 화상을 생성한다. 예컨대, 세로줄무늬 모양일 때에는 모드 0이 선택된다.The mode other than the
모드 1은 수평 방향 예측이고, 왼쪽의 블록의 인접 화소를 수평 방향으로 반복하는 것에 의해 예측 화상을 생성한다. 예컨대, 가로줄무늬 모양일 때에는 모드 1이 선택된다.
모드 3~모드 8은, 위쪽 또는 왼쪽의 블록의 인접 화소를 이용하여, 소정의 방향(화살표가 나타내는 방향)으로 보간 화소를 생성하여 예측 화상을 생성한다.
인트라 예측을 적용하는 휘도의 블록 사이즈는, 4×4 화소, 8×8 화소, 16×16 화소 중에서 선택할 수 있고, 8×8 화소의 경우에는, 4×4 화소의 경우와 같이 9개의 인트라 예측 모드가 규정되어 있다.The block size of the luminance to which intra prediction is applied can be selected from among 4x4 pixels, 8x8 pixels, and 16x16 pixels. In the case of 8x8 pixels, nine intra prediction Mode is defined.
16×16 화소의 경우에는, 4개의 인트라 예측 모드(평균값 예측, 수직 방향 예측, 수평 방향 예측, 평면 예측)가 규정되어 있다.In the case of 16 × 16 pixels, four intra prediction modes (average value prediction, vertical prediction, horizontal prediction, and plane prediction) are prescribed.
평면 예측은, 위쪽의 블록의 인접 화소와 왼쪽의 블록의 인접 화소를 사선 방향으로 내삽 보간하여 생성한 화소를 예측값으로 하는 모드이다.Planar prediction is a mode in which a pixel generated by interpolating an adjacent pixel in an upper block and an adjacent pixel in the left block in an oblique direction is a predicted value.
블록 사이즈가 4×4 화소 또는 8×8 화소의 경우의 방향성 예측 모드는, 예컨대, 45도 등, 모드에 따라 미리 정해진 방향으로 예측값을 생성하기 때문에, 블록 내의 오브젝트의 경계(에지)의 방향이, 예측 모드가 나타내는 방향과 일치하는 경우, 예측 효율이 높아져 부호량을 삭감할 수 있다.The directional prediction mode in the case where the block size is 4 × 4 pixels or 8 × 8 pixels generates a predicted value in a predetermined direction in accordance with the mode, such as 45 degrees, so that the direction of the boundary (edge) , And when the prediction mode coincides with the direction indicated by the prediction mode, the prediction efficiency increases and the code amount can be reduced.
그러나, 에지의 방향과 예측 모드가 나타내는 방향의 사이에 약간 어긋남이 생기고 있거나, 방향이 일치하고 있더라도 부호화 대상 블록 내의 에지가 약간 비뚤어져(흔들림, 구부러짐 등) 있거나 하는 것만으로, 국소적으로 큰 예측 오차가 발생하여 버리고, 예측 효율이 극단적으로 저하되는 일이 있다.However, even if there is a slight deviation between the direction of the edge and the direction indicated by the prediction mode, or if the edge of the block to be coded is slightly skewed (shaking, bending, etc.) even if the directions coincide with each other, And the prediction efficiency may be extremely lowered.
이와 같은 예측 효율의 저하를 막기 위해, 8×8 화소의 방향성 예측에서는, 부호화 완료된 인접 화소에 평활화 필터를 실시한 것을 예측 화상의 생성시에 이용하는 참조 화상으로 하는 것에 의해, 평활화된 예측 화상을 생성하고, 예측 방향의 약간의 어긋남이나, 에지에 약간의 비뚤어짐이 생기고 있는 경우에 발생하는 예측 오차를 저감시키고 있다.
In order to prevent such deterioration of the prediction efficiency, in the directional prediction of 8 占 8 pixels, the smoothed filter is used as the reference picture used for generating the predictive image, thereby generating a smoothed predictive image , A prediction error occurring when a slight deviation of the prediction direction or a slight distortion of the edge occurs is reduced.
(선행 기술 문헌)(Prior art document)
(비특허 문헌)(Non-patent document)
(비특허 문헌 1) MPEG-4 AVC(ISO/IEC 14496-10)/ITU-T H. 264 규격
(Non-Patent Document 1) MPEG-4 AVC (ISO / IEC 14496-10) / ITU-T H. 264 standard
종래의 화상 부호화 장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 필터 처리를 실시하여, 평활화된 예측 화상을 생성하면, 예측 방향의 약간의 어긋남이나, 에지에 약간의 비뚤어짐이 생기더라도, 발생하는 예측 오차를 저감할 수 있다. 그러나, 비특허 문헌 1에서는, 8×8 화소의 블록 이외에는 필터 처리를 실시하고 있지 않고, 8×8 화소의 블록에 이용하는 필터도 1가지밖에 없다. 실제로는, 8×8 화소 이외의 사이즈의 블록에서도 마찬가지로, 예측 화상과 부호화 대상 화상의 패턴이 비슷하더라도, 에지의 약간의 미스매치에 의해, 국소적으로 큰 예측 오차가 발생하여, 예측 효율의 대폭 저하가 생기는 일이 있는 과제가 있었다.Since the conventional picture coding apparatus is configured as described above, when the filter processing is performed to generate a smoothed predicted picture, even when a slight deviation in the prediction direction or a slight distortion in the edge occurs, Can be reduced. However, in the
또한, 동일 사이즈의 블록에 있어서도, 예측 오차 신호를 양자화할 때에 이용하는 양자화 파라미터나, 블록 내의 화소의 위치 등이 다르면, 국소적인 예측 오차를 저감하기에 적합한 필터가 다르지만, 1가지의 필터밖에 준비되어 있지 않아, 예측 오차를 충분히 저감할 수 없는 과제가 있었다.If the quantization parameter used when quantizing the prediction error signal, the position of the pixel in the block, and the like are different even in the block of the same size, a filter suitable for reducing the local prediction error is different, but only one filter is prepared There is a problem that the prediction error can not be sufficiently reduced.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 국소적으로 발생하는 예측 오차를 저감하여, 화상 품질을 높일 수 있는 동화상 부호화 장치, 동화상 복호 장치, 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a moving picture coding apparatus, a moving picture decoding apparatus, a moving picture coding method, and a moving picture decoding method capable of reducing a prediction error locally generated and improving image quality, .
본 발명에 따른 동화상 복호 장치는, 부호화 블록에 대한 부호화 모드가 인트라 부호화 모드인 경우, 부호화 블록의 예측 처리의 단위가 되는 블록마다 프레임 내 예측 처리를 실시하여 예측 화상을 생성하는 인트라 예측 수단을 구비하고, 인트라 예측 수단은, 인트라 예측 파라미터에 따라 참조 화소로부터 중간 예측값을 생성하고, 블록 내의 특정의 위치만 중간 예측값에 대한 필터 처리에 의해 얻어지는 값을 최종적인 예측값으로 하고, 블록 내의 그 밖의 위치에 대해서는 중간 예측값을 최종적인 예측값으로 하는 것이다.
The moving picture decoding apparatus according to the present invention includes intra prediction means for performing intra frame prediction processing for each block which is a unit of prediction processing of a coding block to generate a prediction picture when the coding mode for the coding block is the intra coding mode The intra prediction means generates an intermediate prediction value from the reference pixel in accordance with the intra prediction parameter and sets a value obtained by the filtering process on the intermediate prediction value only at a specific position in the block as a final prediction value, The intermediate predicted value is used as the final predicted value.
본 발명에 의하면, 부호화 블록에 대한 부호화 모드가 인트라 부호화 모드인 경우, 부호화 블록의 예측 처리의 단위가 되는 블록마다 프레임 내 예측 처리를 실시하여 예측 화상을 생성하는 인트라 예측 수단을 구비하고, 인트라 예측 수단은, 인트라 예측 파라미터에 따라 참조 화소로부터 중간 예측값을 생성하고, 블록 내의 특정의 위치만 중간 예측값에 대한 필터 처리에 의해 얻어지는 값을 최종적인 예측값으로 하고, 블록 내의 그 밖의 위치에 대해서는 중간 예측값을 최종적인 예측값으로 하도록 구성했으므로, 국소적으로 발생하는 예측 오차를 저감하여, 화상 품질이 높은 동화상 부호화 장치측에서 생성된 인트라 예측 화상과 동일한 인트라 예측 화상을 동화상 복호 장치측에서도 생성할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, there is provided an intra prediction apparatus which performs intra-frame prediction processing for each block serving as a unit of prediction processing of an encoding block to generate a predictive image when the encoding mode for the encoding block is an intra- Means for generating an intermediate predictive value from the reference pixel in accordance with the intra prediction parameter and setting a value obtained by the filter processing on the intermediate predictive value only at a specific position in the block as a final predictive value and for the other positions in the block, It is possible to reduce a prediction error locally generated and to generate an intra prediction picture identical to the intra prediction picture generated by the moving picture coding apparatus with high image quality on the moving picture decoding apparatus side .
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 동화상 부호화 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 동화상 복호 장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 동화상 부호화 장치의 처리 내용을 나타내는 플로차트이다.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 동화상 복호 장치의 처리 내용을 나타내는 플로차트이다.
도 5는 최대 사이즈의 부호화 블록이 계층적으로 복수의 부호화 블록으로 분할되는 상태를 나타내는 설명도이다.
도 6(a)는 분할 후의 파티션의 분포를 나타내고, 도 6(b)는 계층 분할 후의 파티션에 부호화 모드 m(Bn)이 할당되는 상황을 4지 트리 그래프(quadtree graph)로 나타내는 설명도이다.
도 7은 부호화 블록 Bn 내의 각 파티션 Pi n에 있어서 선택 가능한 인트라 예측 파라미터(인트라 예측 모드)의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 8은 lin=mi n=4일 때, 파티션 Pi n 내의 화소의 예측값을 생성할 때에 이용하는 화소의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 9는 N=5의 경우의 참조 화소 배치의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 10은 휘도의 블록 사이즈가 4×4 화소의 경우의 인트라 예측 모드를 나타내는 설명도이다.1 is a configuration diagram showing a moving picture coding apparatus according to
2 is a configuration diagram showing a moving picture decoding apparatus according to
3 is a flowchart showing the processing contents of the moving picture coding apparatus according to
4 is a flowchart showing the processing contents of the moving picture decoding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a maximum-size encoded block is hierarchically divided into a plurality of encoded blocks. FIG.
FIG. 6A shows a distribution of partitions after division, and FIG. 6B is a diagram showing a quadtree graph in which a coding mode m (B n ) is assigned to a partition after hierarchical division .
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of intra prediction parameters (intra prediction modes) selectable in each partition P i n in the encoding block B n .
8 is an explanatory diagram showing an example of a pixel used when a predicted value of a pixel in the partition P i n is generated when l in = m i n = 4.
Fig. 9 is an explanatory diagram showing an example of reference pixel arrangement in the case of N = 5.
10 is an explanatory diagram showing an intra prediction mode in the case where the block size of luminance is 4 x 4 pixels.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 첨부의 도면에 따라 설명한다.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
실시의 형태 1.
본 실시의 형태 1에서는, 영상의 각 프레임 화상을 입력하고, 부호화 완료된 근방 화소로부터의 인트라 예측 처리 또는 근접 프레임간에서 움직임 보상 예측 처리를 실시하는 것에 의해 예측 화상을 생성하고, 그 예측 화상과 프레임 화상의 차분 화상인 예측 오차 신호에 대하여, 직교 변환ㆍ양자화에 의한 압축 처리를 실시한 후에, 가변 길이 부호화를 행하여 비트스트림을 생성하는 동화상 부호화 장치와, 그 동화상 부호화 장치로부터 출력되는 비트스트림을 복호하는 동화상 복호 장치에 대하여 설명한다.In the first embodiment, a predictive image is generated by inputting each frame image of an image and performing intraprediction processing from a coded neighboring pixel or motion compensation prediction processing between adjacent frames, A moving picture coding apparatus for performing a variable length coding on a prediction error signal which is a differential image of an image after performing compression processing by orthogonal transformation and quantization and generating a bitstream; and a decoding apparatus for decoding a bitstream output from the moving picture coding apparatus A moving picture decoding apparatus will be described.
본 실시의 형태 1의 동화상 부호화 장치는, 영상 신호의 공간ㆍ시간 방향의 국소적인 변화에 적응하여, 영상 신호를 다양한 사이즈의 영역으로 분할하여 프레임 내(intra-frame)ㆍ프레임간(inter-frame) 적응 부호화를 행하는 것을 특징으로 하고 있다.The moving picture coding apparatus according to the first embodiment divides a video signal into regions of various sizes and adapts to intra-frame and inter-frame ) Adaptive coding is performed.
일반적으로 영상 신호는, 공간ㆍ시간적으로 신호의 복잡함이 국소적으로 변화하는 특성을 갖고 있다. 공간적으로 보면, 어느 특정 영상 프레임상에서는, 하늘이나 벽 등과 같은 비교적 넓은 화상 영역 중에서 균일한 신호 특성을 갖는 패턴도 있고, 인물이나 상세한 텍스처를 갖는 그림 등 작은 화상 영역 내에서 복잡한 텍스처 패턴을 갖는 패턴도 혼재하는 일이 있다.Generally, a video signal has a characteristic in which the complexity of a signal changes locally and temporally locally. Spatially, there is a pattern having a uniform signal characteristic in a relatively wide image area such as a sky or a wall on a certain image frame, and a pattern having a complex texture pattern in a small image area such as a figure having a character or a detailed texture There is a mixed thing.
시간적으로 보더라도, 하늘이나 벽은 국소적으로 시간 방향의 패턴의 변화가 작지만, 움직이는 인물이나 물체는 그 윤곽이 시간적으로 강체ㆍ비강체의 운동을 하기 때문에, 시간적인 변화가 크다.Even if temporally viewed, the temporal change of the temporal pattern of the sky or the wall locally is small. However, since the contour of a moving person or object moves in a rigid or non-rigid body in time, the temporal change is large.
부호화 처리는, 시간ㆍ공간적인 예측에 의해 신호 전력이나 엔트로피가 작은 예측 오차 신호를 생성하는 것에 의해, 전체 부호량을 삭감하지만, 예측을 위한 파라미터를 가능한 한 큰 화상 신호 영역에 균일하게 적용할 수 있으면, 그 파라미터의 부호량을 작게 할 수 있다.The encoding process reduces the total amount of codes by generating a prediction error signal having a small signal power or entropy by temporal / spatial prediction, but it is possible to uniformly apply the parameters for prediction to the image signal region as large as possible The code amount of the parameter can be reduced.
한편, 시간적ㆍ공간적으로 변화가 큰 화상 신호 패턴에 대하여, 동일한 예측 파라미터를 적용하면, 예측의 오류가 늘어나기 때문에, 예측 오차 신호의 부호량을 삭감할 수 없다.On the other hand, when the same prediction parameter is applied to an image signal pattern that changes temporally and spatially, an error of prediction increases, and therefore the code amount of the prediction error signal can not be reduced.
그래서, 시간적ㆍ공간적으로 변화가 큰 화상 신호 패턴에 대해서는, 예측 대상의 영역을 작게 하여, 예측을 위한 파라미터의 데이터량을 늘리더라도 예측 오차 신호의 전력ㆍ엔트로피를 저감하는 것이 바람직하다Therefore, it is desirable to reduce the power / entropy of the prediction error signal even if the data amount of the parameter for prediction is increased by reducing the region to be predicted for the image signal pattern that changes temporally and spatially
이와 같은 영상 신호의 일반적인 성질에 적응한 부호화를 행하기 위해, 본 실시의 형태 1의 동화상 부호화 장치에서는, 소정의 최대 블록 사이즈로부터 계층적으로 영상 신호의 영역을 분할하여, 분할 영역마다 예측 처리나, 예측 오차의 부호화 처리를 실시하도록 하고 있다.In order to perform coding adaptive to the general characteristics of such a video signal, the moving picture coding apparatus according to the first embodiment divides the area of the video signal hierarchically from a predetermined maximum block size, and performs prediction processing , And the prediction error coding process is performed.
본 실시의 형태 1의 동화상 부호화 장치가 처리 대상으로 하는 영상 신호는, 휘도 신호와 2개의 색차 신호로 이루어지는 YUV 신호나, 디지털 촬상 소자로부터 출력되는 RGB 신호 등의 임의의 색공간의 컬러 영상 신호 외에, 모노크롬 화상 신호나 적외선 화상 신호 등, 영상 프레임이 수평ㆍ수직 2차원의 디지털 샘플(화소)열로 구성되는 임의의 영상 신호이다.The video signal to be processed by the moving picture encoding apparatus of the first embodiment is a color video signal in a color space such as a YUV signal composed of a luminance signal and two color difference signals or an RGB signal outputted from a digital image pickup device , A monochrome image signal, an infrared image signal, or the like, and the image frame is composed of horizontal and vertical two-dimensional digital sample (pixel) columns.
각 화소의 계조는 8비트이더라도 좋고, 10비트, 12비트 등의 계조이더라도 좋다.The gradation of each pixel may be 8 bits or may be a gradation of 10 bits or 12 bits.
단, 이하의 설명에 있어서는, 특별히 언급하지 않는 한, 입력되는 영상 신호가 YUV 신호인 것으로 한다. 또한, 2개의 색차 성분 U, V가 휘도 성분 Y에 대하여, 서브샘플된 4 : 2 : 0 포맷의 신호인 것으로 한다.However, in the following description, it is assumed that the input video signal is a YUV signal unless otherwise specified. It is also assumed that the two chrominance components U and V are signals in a 4: 2: 0 format in which the luminance component Y is subsampled.
또, 영상의 각 프레임에 대응하는 처리 데이터 단위를 「픽쳐」라고 칭하고, 본 실시의 형태 1에서는, 「픽쳐」는 순차 주사(프로그레시브 스캔)된 영상 프레임의 신호로 하여 설명을 행한다. 단, 영상 신호가 인터레이스 신호인 경우, 「픽쳐」는 영상 프레임을 구성하는 단위인 필드 화상 신호이더라도 좋다.The unit of process data corresponding to each frame of the image is referred to as "picture". In the first embodiment, "picture" is described as a signal of an image frame that is progressively scanned (progressively scanned). However, when the video signal is an interlaced signal, the " picture " may be a field image signal which is a unit constituting an image frame.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 동화상 부호화 장치를 나타내는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a moving picture coding apparatus according to
도 1에 있어서, 부호화 제어부(1)는 인트라 예측 처리(프레임 내 예측 처리) 또는 움직임 보상 예측 처리(프레임간 예측 처리)가 실시될 때의 처리 단위가 되는 부호화 블록의 최대 사이즈를 결정함과 아울러, 최대 사이즈의 부호화 블록이 계층적으로 분할될 때의 상한의 계층수를 결정하는 처리를 실시한다.1, the
또한, 부호화 제어부(1)는 이용 가능한 하나 이상의 부호화 모드(하나 이상의 인트라 부호화 모드, 하나 이상의 인터 부호화 모드) 중에서, 계층적으로 분할되는 각각의 부호화 블록에 적합한 부호화 모드를 선택하는 처리를 실시한다.The
또한, 부호화 제어부(1)는 각각의 부호화 블록마다, 차분 화상이 압축될 때에 이용되는 양자화 파라미터 및 변환 블록 사이즈를 결정함과 아울러, 예측 처리가 실시될 때에 이용되는 인트라 예측 파라미터 또는 인터 예측 파라미터를 결정하는 처리를 실시한다. 양자화 파라미터 및 변환 블록 사이즈는, 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되고, 변환ㆍ양자화부(7), 역양자화ㆍ역변환부(8) 및 가변 길이 부호화부(13) 등에 출력된다.The
또, 부호화 제어부(1)는 부호화 제어 수단을 구성하고 있다.In addition, the
블록 분할부(2)는 입력 화상을 나타내는 영상 신호를 입력하면, 그 영상 신호가 나타내는 입력 화상을 부호화 제어부(1)에 의해 결정된 최대 사이즈의 부호화 블록으로 분할함과 아울러, 부호화 제어부(1)에 의해 결정된 상한의 계층수에 이를 때까지, 그 부호화 블록을 계층적으로 분할하는 처리를 실시한다. 또, 블록 분할부(2)는 블록 분할 수단을 구성하고 있다.The
전환 스위치(3)는 부호화 제어부(1)에 의해 선택된 부호화 모드가 인트라 부호화 모드이면, 블록 분할부(2)에 의해 분할된 부호화 블록을 인트라 예측부(4)에 출력하고, 부호화 제어부(1)에 의해 선택된 부호화 모드가 인터 부호화 모드이면, 블록 분할부(2)에 의해 분할된 부호화 블록을 움직임 보상 예측부(5)에 출력하는 처리를 실시한다.The
인트라 예측부(4)는 전환 스위치(3)로부터 블록 분할부(2)에 의해 분할된 부호화 블록을 받으면, 프레임 내의 부호화 완료된 화상 신호를 이용하여, 부호화 제어부(1)로부터 출력된 인트라 예측 파라미터에 근거하여, 그 부호화 블록에 대한 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 예측 화상을 생성하는 처리를 실시한다.When the
단, 인트라 예측부(4)는 상기 예측 화상을 생성한 후, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 부호화에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 상기 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시하여, 필터 처리 후의 예측 화상을 감산부(6) 및 가산부(9)에 출력한다.However, after generating the predictive image, the
상기 필터는, 다음의 4개의 파라미터 중 적어도 1개 이상의 파라미터를 고려하여 선택한다.The filter is selected in consideration of at least one of the following four parameters.
ㆍ파라미터(1)ㆍ Parameter (1)
상기 예측 화상의 블록 사이즈The block size of the predictive image
ㆍ파라미터(2)ㆍ Parameter (2)
부호화 제어부(1)에 의해 결정된 양자화 파라미터The quantization parameter determined by the encoding control unit (1)
ㆍ파라미터(3)ㆍ Parameter (3)
예측 화상을 생성할 때에 이용하고 있는 프레임 내의 부호화 완료된 화상 신호와 필터 처리 대상 화소의 거리The distance between the coded image signal in the frame used for generating the predictive image and the pixel to be filtered
ㆍ파라미터(4)ㆍ Parameter (4)
부호화 제어부(1)에 의해 결정된 인트라 예측 파라미터The intra prediction parameters determined by the encoding control unit (1)
또, 전환 스위치(3) 및 인트라 예측부(4)로 인트라 예측 수단이 구성되어 있다.The
움직임 보상 예측부(5)는 블록 분할부(2)에 의해 분할된 부호화 블록에 적합한 부호화 모드로서, 부호화 제어부(1)에 의해 인터 부호화 모드가 선택된 경우, 움직임 보상 예측 프레임 메모리(12)에 의해 저장되어 있는 1프레임 이상의 참조 화상을 이용하여, 부호화 제어부(1)로부터 출력된 인터 예측 파라미터에 근거하여, 그 부호화 블록에 대한 움직임 보상 예측 처리를 실시하는 것에 의해 예측 화상을 생성하는 처리를 실시한다.The motion
또, 전환 스위치(3) 및 움직임 보상 예측부(5)로 움직임 보상 예측 수단이 구성되어 있다.The
감산부(6)는 블록 분할부(2)에 의해 분할된 부호화 블록으로부터, 인트라 예측부(4) 또는 움직임 보상 예측부(5)에 의해 생성된 예측 화상을 감산하는 것에 의해, 차분 화상(=부호화 블록-예측 화상)을 생성하는 처리를 실시한다. 또, 감산부(6)는 차분 화상 생성 수단을 구성하고 있다.The subtraction section 6 subtracts the predictive image generated by the
변환ㆍ양자화부(7)는 부호화 제어부(1)로부터 출력된 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 변환 블록 사이즈 단위로, 감산부(6)에 의해 생성된 차분 화상의 변환 처리(예컨대, DCT(이산 코사인 변환)나, 미리 특정한 학습 계열에 대하여 기저 설계가 이루어져 있는 KL 변환 등의 직교 변환 처리)를 실시함과 아울러, 그 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터를 이용하여, 그 차분 화상의 변환 계수를 양자화하는 것에 의해, 양자화 후의 변환 계수를 차분 화상의 압축 데이터로서 출력하는 처리를 실시한다. 또, 변환ㆍ양자화부(7)는 화상 압축 수단을 구성하고 있다.The conversion and
역양자화ㆍ역변환부(8)는 부호화 제어부(1)로부터 출력된 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터를 이용하여, 변환ㆍ양자화부(7)로부터 출력된 압축 데이터를 역양자화하고, 그 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 변환 블록 사이즈 단위로, 역양자화의 압축 데이터의 역변환 처리(예컨대, 역DCT(역이산 코사인 변환)나, 역KL 변환 등의 역변환 처리)를 실시하는 것에 의해, 역변환 처리 후의 압축 데이터를 국소 복호 예측 오차 신호로서 출력하는 처리를 실시한다.The inverse quantization /
가산부(9)는 역양자화ㆍ역변환부(8)로부터 출력된 국소 복호 예측 오차 신호와 인트라 예측부(4) 또는 움직임 보상 예측부(5)에 의해 생성된 예측 화상을 나타내는 예측 신호를 가산하는 것에 의해, 국소 복호 화상을 나타내는 국소 복호 화상 신호를 생성하는 처리를 실시한다.The
인트라 예측용 메모리(10)는 인트라 예측부(4)에 의해 다음의 인트라 예측 처리에서 이용되는 화상으로서, 가산부(9)에 의해 생성된 국소 복호 화상 신호가 나타내는 국소 복호 화상을 저장하는 RAM 등의 기록 매체이다.The intra prediction memory 10 is a memory for storing a local decoded image represented by a local decoded image signal generated by the
루프 필터부(11)는 가산기(9)에 의해 생성된 국소 복호 화상 신호에 포함되어 있는 부호화 왜곡을 보상하고, 부호화 왜곡 보상 후의 국소 복호 화상 신호가 나타내는 국소 복호 화상을 참조 화상으로서 움직임 보상 예측 프레임 메모리(12)에 출력하는 처리를 실시한다.The
움직임 보상 예측 프레임 메모리(12)는 움직임 보상 예측부(5)에 의해 다음의 움직임 보상 예측 처리에서 이용되는 참조 화상으로서, 루프 필터부(11)에 의한 필터링 처리 후의 국소 복호 화상을 저장하는 RAM 등의 기록 매체이다.The motion compensation
가변 길이 부호화부(13)는 변환ㆍ양자화부(7)로부터 출력된 압축 데이터와, 부호화 제어부(1)로부터 출력된 부호화 모드 및 예측 오차 부호화 파라미터와, 인트라 예측부(4)로부터 출력된 인트라 예측 파라미터 또는 움직임 보상 예측부(5)로부터 출력된 인터 예측 파라미터를 가변 길이 부호화하여, 그 압축 데이터, 부호화 모드, 예측 오차 부호화 파라미터, 인트라 예측 파라미터/인터 예측 파라미터의 부호화 데이터가 다중화되어 있는 비트스트림을 생성하는 처리를 실시한다. 또, 가변 길이 부호화부(13)는 가변 길이 부호화 수단을 구성하고 있다.The variable
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 동화상 복호 장치를 나타내는 구성도이다.2 is a configuration diagram showing a moving picture decoding apparatus according to
도 2에 있어서, 가변 길이 복호부(51)는 비트스트림에 다중화되어 있는 부호화 데이터로부터 계층적으로 분할되어 있는 각각의 부호화 블록에 대한 압축 데이터, 부호화 모드, 예측 오차 부호화 파라미터, 인트라 예측 파라미터/인터 예측 파라미터를 가변 길이 복호하여, 그 압축 데이터 및 예측 오차 부호화 파라미터를 역양자화ㆍ역변환부(55)에 출력함과 아울러, 그 부호화 모드 및 인트라 예측 파라미터/인터 예측 파라미터를 전환 스위치(52)에 출력하는 처리를 실시한다. 또, 가변 길이 복호부(51)는 가변 길이 복호 수단을 구성하고 있다.2, the variable-
전환 스위치(52)는 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 부호화 블록에 대한 부호화 모드가 인트라 부호화 모드인 경우, 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 인트라 예측 파라미터를 인트라 예측부(53)에 출력하고, 그 부호화 모드가 인터 부호화 모드인 경우, 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 인터 예측 파라미터를 움직임 보상 예측부(54)에 출력하는 처리를 실시한다.When the coding mode for the coding block output from the variable
인트라 예측부(53)는 프레임 내의 복호 완료된 화상 신호를 이용하여, 전환 스위치(52)로부터 출력된 인트라 예측 파라미터에 근거하여, 부호화 블록에 대한 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 예측 화상을 생성하는 처리를 실시한다.The
단, 인트라 예측부(53)는 상기 예측 화상을 생성한 후, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 복호에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 상기 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시하여, 필터 처리 후의 예측 화상을 가산부(56)에 출력한다.However, after generating the predictive image, the
상기 필터는, 다음의 4개의 파라미터 중 적어도 1개 이상의 파라미터를 고려하여 선택한다.The filter is selected in consideration of at least one of the following four parameters.
ㆍ파라미터(1)ㆍ Parameter (1)
상기 예측 화상의 블록 사이즈The block size of the predictive image
ㆍ파라미터(2)ㆍ Parameter (2)
가변 길이 복호부(51)에 의해 가변 길이 복호된 양자화 파라미터The variable
ㆍ파라미터(3)ㆍ Parameter (3)
예측 화상을 생성할 때에 이용하고 있는 프레임 내의 복호 완료된 화상 신호와 필터 처리 대상 화소의 거리The distance between the decoded image signal in the frame used for generating the predictive image and the pixel to be filtered
ㆍ파라미터(4)ㆍ Parameter (4)
가변 길이 복호부(51)에 의해 가변 길이 복호된 인트라 예측 파라미터The variable
또, 전환 스위치(52) 및 인트라 예측부(53)로 인트라 예측 수단이 구성되어 있다.The
움직임 보상 예측부(54)는 움직임 보상 예측 프레임 메모리(59)에 의해 저장되어 있는 1프레임 이상의 참조 화상을 이용하여, 전환 스위치(52)로부터 출력된 인터 예측 파라미터에 근거하여, 부호화 블록에 대한 움직임 보상 예측 처리를 실시하는 것에 의해 예측 화상을 생성하는 처리를 실시한다.Based on the inter-prediction parameter output from the change-
또, 전환 스위치(52) 및 움직임 보상 예측부(54)로 움직임 보상 예측 수단이 구성되어 있다.The
역양자화ㆍ역변환부(55)는 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터를 이용하여, 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 부호화 블록에 대한 압축 데이터를 역양자화하고, 그 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 변환 블록 사이즈 단위로, 역양자화의 압축 데이터의 역변환 처리(예컨대, 역DCT(역이산 코사인 변환)나, 역KL 변환 등의 역변환 처리)를 실시하는 것에 의해, 역변환 처리 후의 압축 데이터를 복호 예측 오차 신호(압축 전의 차분 화상을 나타내는 신호)로서 출력하는 처리를 실시한다. 또, 역양자화ㆍ역변환부(55)는 차분 화상 생성 수단을 구성하고 있다.The inverse quantization /
가산부(56)는 역양자화ㆍ역변환부(55)로부터 출력된 복호 예측 오차 신호와 인트라 예측부(53) 또는 움직임 보상 예측부(54)에 의해 생성된 예측 화상을 나타내는 예측 신호를 가산하는 것에 의해, 복호 화상을 나타내는 복호 화상 신호를 생성하는 처리를 실시한다. 또, 가산부(56)는 복호 화상 생성 수단을 구성하고 있다.The
인트라 예측용 메모리(57)는 인트라 예측부(53)에 의해 다음의 인트라 예측 처리에서 이용되는 화상으로서, 가산부(56)에 의해 생성된 복호 화상 신호가 나타내는 복호 화상을 저장하는 RAM 등의 기록 매체이다.The
루프 필터부(58)는 가산기(56)에 의해 생성된 복호 화상 신호에 포함되어 있는 부호화 왜곡을 보상하고, 부호화 왜곡 보상 후의 복호 화상 신호가 나타내는 복호 화상을 참조 화상으로서 움직임 보상 예측 프레임 메모리(59)에 출력하는 처리를 실시한다.The
움직임 보상 예측 프레임 메모리(59)는 움직임 보상 예측부(54)에 의해 다음의 움직임 보상 예측 처리에서 이용되는 참조 화상으로서, 루프 필터부(58)에 의한 필터링 처리 후의 복호 화상을 저장하는 RAM 등의 기록 매체이다.The motion compensation
도 1에서는, 동화상 부호화 장치의 구성 요소인 부호화 제어부(1), 블록 분할부(2), 전환 스위치(3), 인트라 예측부(4), 움직임 보상 예측부(5), 감산부(6), 변환ㆍ양자화부(7), 역양자화ㆍ역변환부(8), 가산부(9), 루프 필터부(11) 및 가변 길이 부호화부(13)의 각각이 전용 하드웨어(예컨대, CPU를 실장하고 있는 반도체 집적 회로, 혹은, 원 칩 마이크로컴퓨터 등)로 구성되어 있는 것을 상정하고 있지만, 동화상 부호화 장치가 컴퓨터로 구성되는 경우, 부호화 제어부(1), 블록 분할부(2), 전환 스위치(3), 인트라 예측부(4), 움직임 보상 예측부(5), 감산부(6), 변환ㆍ양자화부(7), 역양자화ㆍ역변환부(8), 가산부(9), 루프 필터부(11) 및 가변 길이 부호화부(13)의 처리 내용을 기술하고 있는 프로그램을 그 컴퓨터의 메모리에 저장하고, 그 컴퓨터의 CPU가 그 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 실행하도록 하더라도 좋다.1, an
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 동화상 부호화 장치의 처리 내용을 나타내는 플로차트이다.3 is a flowchart showing the processing contents of the moving picture coding apparatus according to
도 2에서는, 동화상 복호 장치의 구성 요소인 가변 길이 복호부(51), 전환 스위치(52), 인트라 예측부(53), 움직임 보상 예측부(54), 역양자화ㆍ역변환부(55), 가산부(56) 및 루프 필터부(58)의 각각이 전용 하드웨어(예컨대, CPU를 실장하고 있는 반도체 집적 회로, 혹은, 원 칩 마이크로컴퓨터 등)로 구성되어 있는 것을 상정하고 있지만, 동화상 복호 장치가 컴퓨터로 구성되는 경우, 가변 길이 복호부(51), 전환 스위치(52), 인트라 예측부(53), 움직임 보상 예측부(54), 역양자화ㆍ역변환부(55), 가산부(56) 및 루프 필터부(58)의 처리 내용을 기술하고 있는 프로그램을 그 컴퓨터의 메모리에 저장하고, 그 컴퓨터의 CPU가 그 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 실행하도록 하더라도 좋다.2, a variable
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 따른 동화상 복호 장치의 처리 내용을 나타내는 플로차트이다.4 is a flowchart showing the processing contents of the moving picture decoding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
다음으로 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation will be described.
최초로, 도 1의 동화상 부호화 장치의 처리 내용을 설명한다.First, processing contents of the moving picture coding apparatus shown in Fig. 1 will be described.
우선, 부호화 제어부(1)는, 인트라 예측 처리(프레임 내 예측 처리) 또는 움직임 보상 예측 처리(프레임간 예측 처리)가 실시될 때의 처리 단위가 되는 부호화 블록의 최대 사이즈를 결정함과 아울러, 최대 사이즈의 부호화 블록이 계층적으로 분할될 때의 상한의 계층수를 결정한다(도 3의 단계 ST1).First, the
부호화 블록의 최대 사이즈의 결정 방법으로서, 예컨대, 모든 픽쳐에 대하여, 입력 화상의 해상도에 따른 사이즈로 결정하는 방법을 생각할 수 있다.As a method of determining the maximum size of a coded block, for example, a method of determining the size of each picture according to the resolution of the input image can be considered.
또한, 입력 화상의 국소적인 움직임의 복잡함의 차이를 파라미터로서 정량화하여 두고, 움직임이 심한 픽쳐에서는 최대 사이즈를 작은 값으로 결정하고, 움직임이 적은 픽쳐에서는 최대 사이즈를 큰 값으로 결정하는 방법 등을 생각할 수 있다.It is also conceivable to quantify the difference in the complexity of the local motion of the input image as a parameter, to determine the maximum size as a small value in a picture with a large motion and to determine a maximum value as a large value in a picture with a small motion .
상한의 계층수에 대해서는, 예컨대, 입력 화상의 움직임이 심할수록, 계층수를 깊게 하여, 보다 세밀한 움직임을 검출할 수 있도록 설정하고, 입력 화상의 움직임이 적으면, 계층수를 억제하도록 설정하는 방법을 생각할 수 있다.As to the number of layers of the upper limit, there is a method of setting the number of layers so that the number of layers can be increased and the number of layers can be suppressed when the motion of the input image is small .
또한, 부호화 제어부(1)는, 이용 가능한 하나 이상의 부호화 모드(M종류의 인트라 부호화 모드, N종류의 인터 부호화 모드) 중에서, 계층적으로 분할되는 각각의 부호화 블록에 적합한 부호화 모드를 선택한다(단계 ST2).The
부호화 제어부(1)에 의한 부호화 모드의 선택 방법은 공지의 기술이기 때문에 상세한 설명을 생략하지만, 예컨대, 이용 가능한 임의의 부호화 모드를 이용하여, 부호화 블록에 대한 부호화 처리를 실시하여 부호화 효율을 검증하고, 이용 가능한 복수의 부호화 모드 중에서, 가장 부호화 효율이 좋은 부호화 모드를 선택하는 방법 등이 있다.The encoding mode selection method by the
또한, 부호화 제어부(1)는, 각각의 부호화 블록마다, 차분 화상이 압축될 때에 이용되는 양자화 파라미터 및 변환 블록 사이즈를 결정함과 아울러, 예측 처리가 실시될 때에 이용되는 인트라 예측 파라미터 또는 인터 예측 파라미터를 결정한다.In addition, the
부호화 제어부(1)는, 양자화 파라미터 및 변환 블록 사이즈를 포함하는 예측 오차 부호화 파라미터를 변환ㆍ양자화부(7), 역양자화ㆍ역변환부(8) 및 가변 길이 부호화부(13)에 출력한다. 또한, 예측 오차 부호화 파라미터를 필요에 따라 인트라 예측부(4)에 출력한다.The
블록 분할부(2)는, 입력 화상을 나타내는 영상 신호를 입력하면, 그 영상 신호가 나타내는 입력 화상을 부호화 제어부(1)에 의해 결정된 최대 사이즈의 부호화 블록으로 분할함과 아울러, 부호화 제어부(1)에 의해 결정된 상한의 계층수에 이를 때까지, 그 부호화 블록을 계층적으로 분할한다.The
여기서, 도 5는 최대 사이즈의 부호화 블록이 계층적으로 복수의 부호화 블록으로 분할되는 상태를 나타내는 설명도이다.Here, FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the maximum size encoded block is hierarchically divided into a plurality of encoded blocks.
도 5의 예에서는, 최대 사이즈의 부호화 블록은, 제 0 계층의 부호화 블록 B0이고, 휘도 성분으로 (L0, M0)의 사이즈를 갖고 있다.In the example of FIG. 5, the coding block of the maximum size is the coding block B 0 of the zeroth layer, and has the size of (L 0 , M 0 ) as the luminance component.
또한, 도 5의 예에서는, 최대 사이즈의 부호화 블록 B0을 출발점으로 하여, 4지 트리 구조로, 별도로 정하는 소정의 깊이까지 계층적으로 분할을 행하는 것에 의해, 부호화 블록 Bn을 얻고 있다.In the example of Figure 5, and the coding block B 0 of the maximum size to the starting point, four-finger in a tree structure, getting the coded block B n, by up to a predetermined depth defining a separate partition for performing a hierarchical manner.
깊이 n에 있어서는, 부호화 블록 Bn은 사이즈 (Ln, Mn)의 화상 영역이다.At the depth n, the encoding block B n is the image area of the size (L n , M n ).
단, Ln과 Mn은 같더라도 좋고 다르더라도 좋지만, 도 5의 예에서는 Ln=Mn의 케이스를 나타내고 있다.However, L n and M n may be the same or different, but in the example of FIG. 5, the case of L n = M n is shown.
이후, 부호화 블록 Bn의 사이즈는, 부호화 블록 Bn의 휘도 성분에 있어서의 사이즈 (Ln, Mn)으로 정의한다.Then, the size of the coding block B n is defined as the size (L n, M n) in the luminance component of the coding block B n.
블록 분할부(2)는, 4지 트리 분할을 행하기 때문에, 항상 (Ln+1, Mn+1)=(Ln/2, Mn/2)가 성립한다.
단, RGB 신호 등과 같이, 모든 색성분이 동일 샘플수를 갖는 컬러 영상 신호(4 : 4 : 4 포맷)에서는, 모든 색성분의 사이즈가 (Ln, Mn)이 되지만, 4 : 2 : 0 포맷을 처리하는 경우, 대응하는 색차 성분의 부호화 블록의 사이즈는 (Ln/2, Mn/2)이다.However, in a color video signal (4: 4: 4 format) in which all color components have the same number of samples as RGB signals, the sizes of all color components are (L n , M n ) The size of the encoding block of the corresponding color difference component is (L n / 2, M n / 2).
이후, 제 n 계층의 부호화 블록 Bn에서 선택할 수 있는 부호화 모드를 m(Bn)으로 적는다.Then, the coding mode that can be selected in the coding block B n of the nth layer is written as m (B n ).
복수의 색성분으로 이루어지는 컬러 영상 신호의 경우, 부호화 모드 m(Bn)은, 색성분마다, 각각 개별 모드를 이용하도록 구성되더라도 좋지만, 이후, 특별히 언급하지 않는 한, YUV 신호, 4 : 2 : 0 포맷의 부호화 블록의 휘도 성분에 대한 부호화 모드를 가리키는 것으로 하여 설명을 행한다.In the case of a color video signal composed of a plurality of color components, the encoding mode m (B n ) may be configured to use a separate mode for each color component, but unless otherwise specified, a YUV signal, a 4: 2: 0 format And the encoding mode for the luminance component of the encoding block of FIG.
부호화 모드 m(Bn)에는, 하나 내지 복수의 인트라 부호화 모드(총칭하여 「INTRA」), 하나 내지 복수의 인터 부호화 모드(총칭하여 「INTER」)가 있고, 부호화 제어부(1)는, 상술한 바와 같이, 해당 픽쳐에서 이용 가능한 모든 부호화 모드 내지는, 그 서브셋 중에서, 부호화 블록 Bn에 대하여 가장 부호화 효율이 좋은 부호화 모드를 선택한다.There is one to a plurality of intra coding modes ("INTRA") and one to a plurality of inter coding modes ("INTER" in total) in the coding mode m (B n ), and the
부호화 블록 Bn은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 하나 내지 복수의 예측 처리 단위(파티션)로 더 분할된다.The encoding block B n is further divided into one to a plurality of prediction processing units (partitions) as shown in Fig.
이후, 부호화 블록 Bn에 속하는 파티션을 Pi n(i : 제 n 계층에 있어서의 파티션 번호)으로 표기한다.Then, the partitions belonging to the encoding block B n are denoted by P i n (i: partition number in the nth layer).
부호화 블록 Bn에 속하는 파티션 Pi n의 분할이 어떻게 이루어지고 있는지는 부호화 모드 m(Bn) 중에 정보로서 포함된다.How the partition P i n belonging to the encoding block B n is divided is included as information in the encoding mode m (B n ).
파티션 Pi n은, 모두 부호화 모드 m(Bn)에 따라 예측 처리가 행해지지만, 파티션 Pi n마다, 개별 예측 파라미터를 선택할 수 있다.All of the partitions P i n are subjected to prediction processing according to the encoding mode m (B n ), but individual prediction parameters can be selected for each partition P i n .
부호화 제어부(1)는, 최대 사이즈의 부호화 블록에 대하여, 예컨대, 도 6에 나타내는 바와 같은 블록 분할 상태를 생성하여, 부호화 블록 Bn을 특정한다.
도 6(a)의 해칭 부분은 분할 후의 파티션의 분포를 나타내고, 또한, 도 6(b)는 계층 분할 후의 파티션에 부호화 모드 m(Bn)이 할당되는 상황을 4지 트리 그래프로 나타내고 있다.The hatched portion in FIG. 6 (a) shows the distribution of the partition after partitioning, and FIG. 6 (b) shows the situation in which the encoding mode m (B n ) is allocated to the partition after partitioning by a four-tree graph.
도 6(b)에 있어서, □로 둘러싸여 있는 노드가, 부호화 모드 m(Bn)이 할당된 노드(부호화 블록 Bn)를 나타내고 있다.In Fig. 6 (b), the node surrounded by square represents the node (coded block B n ) to which encoding mode m (B n ) is assigned.
전환 스위치(3)는, 부호화 제어부(1)가 각각의 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n에 대하여 최적의 부호화 모드 m(Bn)을 선택하면, 그 부호화 모드 m(Bn)이 인트라 부호화 모드이면(단계 ST3), 블록 분할부(2)에 의해 분할된 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n을 인트라 예측부(4)에 출력한다.A changeover switch (3), when the
한편, 그 부호화 모드 m(Bn)이 인터 부호화 모드이면(단계 ST3), 블록 분할부(2)에 의해 분할된 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n을 움직임 보상 예측부(5)에 출력한다.On the other hand, if the coding mode m ( Bn ) is in the inter coding mode (step ST3), the partition P i n of the coded block B n divided by the
인트라 예측부(4)는, 전환 스위치(3)로부터 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n을 받으면, 프레임 내의 부호화 완료된 화상 신호를 이용하여, 부호화 제어부(1)로부터 출력된 인트라 예측 파라미터에 근거하여, 그 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n에 대한 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해, 인트라 예측 화상 Pi n을 생성한다(단계 ST4).
단, 인트라 예측부(4)는, 상기 인트라 예측 화상 Pi n을 생성한 후, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 부호화에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 그 인트라 예측 화상 Pi n에 대한 필터 처리를 실시한다.However, after generating the intra-prediction picture P i n , the
인트라 예측부(4)는, 인트라 예측 화상 Pi n에 대한 필터 처리를 실시하면, 필터 처리 후의 인트라 예측 화상 Pi n을 감산부(6) 및 가산부(9)에 출력하지만, 도 2의 동화상 복호 장치에서도 같은 인트라 예측 화상 Pi n을 생성할 수 있도록 하기 위해, 그 인트라 예측 파라미터를 가변 길이 부호화부(13)에 출력한다.The
인트라 예측부(4)의 처리 내용의 개략은 상기와 같지만, 상세한 처리 내용은 후술한다.The outline of the process contents of the
움직임 보상 예측부(5)는, 전환 스위치(3)로부터 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n을 받으면, 움직임 보상 예측 프레임 메모리(12)에 의해 저장되어 있는 1프레임 이상의 참조 화상을 이용하여, 부호화 제어부(1)로부터 출력된 인터 예측 파라미터에 근거하여, 그 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n에 대한 움직임 보상 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인터 예측 화상 Pi n을 생성한다(단계 ST5).On receiving the partition P i n of the coded block B n from the
또, 움직임 보상 예측 처리를 실시하는 것에 의해 예측 화상을 생성하는 기술은 공지의 기술이기 때문에 상세한 설명을 생략한다.The technique of generating a predictive image by performing motion compensation prediction processing is a well-known technique, and thus a detailed description thereof will be omitted.
감산부(6)는, 인트라 예측부(4) 또는 움직임 보상 예측부(5)가 예측 화상(인트라 예측 화상 Pi n, 인터 예측 화상 Pi n)을 생성하면, 블록 분할부(2)에 의해 분할된 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n으로부터, 인트라 예측부(4) 또는 움직임 보상 예측부(5)에 의해 생성된 예측 화상(인트라 예측 화상 Pi n, 인터 예측 화상 Pi n)을 감산하는 것에 의해 차분 화상을 생성하고, 그 차분 화상을 나타내는 예측 오차 신호 ei n을 변환ㆍ양자화부(7)에 출력한다(단계 ST6).When generating a subtraction unit 6, the
변환ㆍ양자화부(7)는, 감산부(6)로부터 차분 화상을 나타내는 예측 오차 신호 ei n을 받으면, 부호화 제어부(1)로부터 출력된 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 변환 블록 사이즈 단위로, 그 차분 화상의 변환 처리(예컨대, DCT(이산 코사인 변환)나, 미리 특정 학습 계열에 대하여 기저 설계가 이루어져 있는 KL 변환 등의 직교 변환 처리)를 실시함과 아울러, 그 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터를 이용하여, 그 차분 화상의 변환 계수를 양자화하는 것에 의해, 양자화 후의 변환 계수를 차분 화상의 압축 데이터로서 역양자화ㆍ역변환부(8) 및 가변 길이 부호화부(13)에 출력한다(단계 ST7).The conversion and
역양자화ㆍ역변환부(8)는, 변환ㆍ양자화부(7)로부터 차분 화상의 압축 데이터를 받으면, 부호화 제어부(1)로부터 출력된 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터를 이용하여, 그 차분 화상의 압축 데이터를 역양자화하고, 그 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 변환 블록 사이즈 단위로, 역양자화의 압축 데이터의 역변환 처리(예컨대, 역DCT(역이산 코사인 변환)나, 역KL 변환 등의 역변환 처리)를 실시하는 것에 의해, 역변환 처리 후의 압축 데이터를 국소 복호 예측 오차 신호 ei n햇(전자 출원의 관계상, 알파벳 문자에 붙은 「^」를 햇으로 표기한다)으로서 가산부(9)에 출력한다(단계 ST8).Upon receiving the compressed data of the differential image from the transforming and
가산부(9)는, 역양자화ㆍ역변환부(8)로부터 국소 복호 예측 오차 신호 ei n햇을 받으면, 그 국소 복호 예측 오차 신호 ei n햇과, 인트라 예측부(4) 또는 움직임 보상 예측부(5)에 의해 생성된 예측 화상(인트라 예측 화상 Pi n, 인터 예측 화상 Pi n)을 나타내는 예측 신호를 가산하는 것에 의해, 국소 복호 파티션 화상 Pi n햇 내지는 그 집합으로서의 국소 복호 부호화 블록 화상인 국소 복호 화상을 생성한다(단계 ST9).When the local decoding prediction error signal e i n hat is received from the inverse quantization /
가산부(9)는, 국소 복호 화상을 생성하면, 그 국소 복호 화상을 나타내는 국소 복호 화상 신호를 인트라 예측용 메모리(10)에 저장함과 아울러, 그 국소 복호 화상 신호를 루프 필터부(11)에 출력한다.The
단계 ST3~ST9의 처리는, 계층적으로 분할된 모든 부호화 블록 Bn에 대한 처리가 완료될 때까지 반복 실시되고, 모든 부호화 블록 Bn에 대한 처리가 완료되면 단계 ST12의 처리로 이행한다(단계 ST10, ST11).Processing in steps ST3 ~ ST9 is performed repeatedly until the process for the hierarchical every coding block B n divided into complete and, to when the processing is complete for all the coding block B n shifts to the processing of step ST12 (step ST10 and ST11).
가변 길이 부호화부(13)는, 변환ㆍ양자화부(7)로부터 출력된 압축 데이터와, 부호화 제어부(1)로부터 출력된 부호화 모드(부호화 블록의 분할 상태를 나타내는 정보를 포함한다) 및 예측 오차 부호화 파라미터와, 인트라 예측부(4)로부터 출력된 인트라 예측 파라미터 또는 움직임 보상 예측부(5)로부터 출력된 인터 예측 파라미터를 엔트로피 부호화한다.The variable
가변 길이 부호화부(13)는, 엔트로피 부호화의 부호화 결과인 압축 데이터, 부호화 모드, 예측 오차 부호화 파라미터, 인트라 예측 파라미터/인터 예측 파라미터의 부호화 데이터를 다중화하여 비트스트림을 생성한다(단계 ST12).The variable
루프 필터부(11)는, 가산기(9)로부터 국소 복호 화상 신호를 받으면, 그 국소 복호 화상 신호에 포함되어 있는 부호화 왜곡을 보상하고, 부호화 왜곡 보상 후의 국소 복호 화상 신호가 나타내는 국소 복호 화상을 참조 화상으로서 움직임 보상 예측 프레임 메모리(12)에 저장한다(단계 ST13).When receiving the local decoded image signal from the
루프 필터부(11)에 의한 필터링 처리는, 가산기(9)로부터 출력되는 국소 복호 화상 신호의 최대 부호화 블록 혹은 개개의 부호화 블록 단위로 행하더라도 좋고, 복수의 최대 부호화 블록을 합친 단위로 행하거나, 1픽쳐분의 국소 복호 화상 신호가 출력된 후에 1픽쳐분 합쳐 행하거나 하더라도 좋다.The filtering process by the
다음으로, 인트라 예측부(4)의 처리 내용을 상세히 설명한다.Next, details of the processing of the
도 7은 부호화 블록 Bn 내의 각 파티션 Pi n에 있어서 선택 가능한 인트라 예측 파라미터(인트라 예측 모드)의 일례를 나타내는 설명도이다.FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of intra prediction parameters (intra prediction modes) selectable in each partition P i n in the encoding block B n .
도 7의 예에서는, 인트라 예측 모드와, 그 인트라 예측 모드가 나타내는 예측 방향 벡터를 나타내고 있고, 선택 가능한 인트라 예측 모드의 개수가 늘어남에 따라, 예측 방향 벡터끼리의 상대 각도가 작아지도록 설계하고 있다.In the example of Fig. 7, the intra-prediction mode and the prediction direction vector indicated by the intra-prediction mode are designed so that the relative angle between the prediction direction vectors becomes smaller as the number of selectable intra-prediction modes increases.
인트라 예측부(4)는, 파티션 Pi n에 대한 인트라 예측 파라미터나, 인트라 예측 화상 Pi n의 생성에 사용하는 필터의 선택 파라미터에 근거하여, 파티션 Pi n에 대한 인트라 예측 처리를 실시한다.
이하, 파티션 Pi n의 휘도 신호에 대한 인트라 예측 파라미터(인트라 예측 모드)에 근거하여, 휘도 신호의 인트라 예측 신호를 생성하는 인트라 처리에 대하여 설명한다.Hereinafter, an intra process for generating an intra prediction signal of a luminance signal based on an intra prediction parameter (intra prediction mode) for the luminance signal of the partition P i n will be described.
여기서는, 파티션 Pi n의 사이즈를 li n×mi n화소로 한다.Here, the size of the partition P i n is assumed to be l i n x m i n pixels.
도 8은 li n=mi n=4일 때, 파티션 Pi n 내의 화소의 예측값을 생성할 때에 이용하는 화소의 일례를 나타내는 설명도이다.8 is an explanatory diagram showing an example of a pixel used when a predicted value of a pixel in the partition P i n is generated when l i n = m i n = 4.
도 8에서는, 파티션 Pi n에 인접하는 부호화 완료된 위쪽 파티션의 화소 (2×li n+1)개와 왼쪽 파티션의 화소 (2×mi n)개를 예측에 이용하는 화소로 하고 있지만, 예측에 이용하는 화소는, 도 8에 나타내는 화소보다, 많더라도 적더라도 좋다.In FIG. 8, the pixels (2 x l i n +1) of the encoded upper partition adjacent to the partition P i n and the pixels (2 x m i n ) of the left partition are pixels used for prediction. The pixel may be more or less than the pixel shown in Fig.
또한, 도 8에서는, 인접하는 1행 또는 1열분의 화소를 예측에 이용하고 있지만, 2행 또는 2열, 혹은 그 이상의 화소를 예측에 이용하더라도 좋다.In Fig. 8, pixels adjacent to one row or one column are used for prediction, but two or two or more pixels may be used for prediction.
파티션 Pi n에 대한 인트라 예측 모드의 인덱스값이 2(평균값 예측)인 경우에는, 위쪽 파티션의 인접 화소와 왼쪽 파티션의 인접 화소의 평균값을 파티션 Pi n 내의 화소의 예측값으로 하여 중간 예측 화상을 생성한다.When the index value of the intra prediction mode for the partition P i n is 2 (mean value prediction), the average value of the adjacent pixels of the upper partition and the adjacent pixels of the left partition is used as the predicted value of the pixels in the partition P i n , .
인트라 예측 모드의 인덱스값이 2(평균값 예측) 이외인 경우에는, 인덱스값이 나타내는 예측 방향 벡터 vp=(dx, dy)에 근거하여, 파티션 Pi n 내의 화소의 예측값을 생성한다.If the index value of the intra-prediction mode is other than 2 (mean value prediction), a predicted value of the pixel in the partition P i n is generated based on the prediction direction vector v p = (dx, dy) indicated by the index value.
단, 예측값을 생성하는 화소(예측 대상 화소)의 파티션 Pi n 내의 상대 좌표(파티션의 좌상 화소를 원점으로 한다)를 (x, y)로 한다.Here, let (x, y) be the relative coordinate (assuming that the upper left pixel of the partition is the origin) in the partition P i n of the pixel (prediction target pixel) that generates the predicted value.
예측에 이용하는 참조 화소의 위치는, 하기에 나타내는 A와 인접 화소의 교점이 된다.The position of the reference pixel used for prediction is the intersection of A and the adjacent pixel shown below.
참조 화소가 정수 화소 위치에 있는 경우는, 그 정수 화소를 예측 대상 화소의 예측값으로 한다.When the reference pixel is located at the integer pixel position, the integer pixel is set as the predicted value of the pixel to be predicted.
한편, 참조 화소가 정수 화소 위치에 없는 경우는, 참조 화소에 인접하는 정수 화소로부터 생성되는 보간 화소를 예측값으로 한다.On the other hand, when the reference pixel is not located at the integer pixel position, the interpolation pixel generated from the integer pixel adjacent to the reference pixel is set as the predicted value.
도 8의 예에서는, 참조 화소가 정수 화소 위치에 없으므로, 참조 화소에 인접하는 2화소로부터 내삽하여 예측값을 산출한다. 단, 예측값은 인접하는 2화소에 한하는 것은 아니고, 인접하는 2화소 이상의 화소로부터 보간 화소를 생성하여 예측값으로 하더라도 좋다.In the example of Fig. 8, since the reference pixel is not located at an integer pixel position, a predicted value is calculated by interpolating from two pixels adjacent to the reference pixel. However, the predicted value is not limited to two neighboring pixels, and an interpolation pixel may be generated from a pixel of two or more adjacent pixels to be a predicted value.
다음으로, 상기 수순에 의해 생성된 중간 예측 화상(예측값)에 대하여 필터 처리를 행하는 것에 의해 최종적인 예측 화상을 취득한다.Next, the final predicted image is acquired by performing filter processing on the intermediate predictive image (predicted value) generated by the above procedure.
이하, 구체적인 필터 처리에 대하여 설명한다.Specific filter processing will be described below.
미리 준비되어 있는 적어도 하나 이상의 필터 중에서, 사용하는 필터를 후술하는 수법으로 선택하고, 중간 예측 화상의 각 화소에 대하여, 하기의 식(1)에 따라 필터 처리를 행한다.Among the at least one filter that is prepared in advance, the filter to be used is selected by a technique described later, and a filter process is performed on each pixel of the intermediate predictive image according to the following equation (1).
식(1)에 있어서, an(n=0, 1, ㆍㆍㆍ, N)은, 참조 화소에 관계되는 계수 (a0, a1, …, aN-1)과 오프셋 계수 aN으로 구성되는 필터 계수이다.In the formula (1), with a n (n = 0, 1, and and and, N), the coefficients (a 0, a 1, ..., a N-1) and the offset coefficient according to a reference pixel a N Lt; / RTI >
pn(n=0, 1, …, N-1)은, 필터 처리 대상 화소 p0을 포함하는 필터의 참조 화소를 나타내고 있다.p n (n = 0, 1, ..., N-1) represents a reference pixel of the filter including the pixel to be filtered p 0 .
s(pn)은 각 참조 화소의 휘도값, s햇(p0)은 필터 처리 대상 화소 p0에 있어서의 필터 처리 후의 휘도값을 나타내고 있다.s (p n ) denotes a luminance value of each reference pixel, and s hat (p 0 ) denotes a luminance value after filter processing in the pixel to be filtered p 0 .
단, 필터 계수는 오프셋 계수 aN이 없는 것으로 하여 구성하더라도 좋다. 또한, N은 임의의 참조 화소수이다.However, the filter coefficient may be configured such that there is no offset coefficient a N. In addition, N is the number of arbitrary reference pixels.
도 9는 N=5의 경우의 참조 화소 배치의 일례를 나타내는 설명도이다.Fig. 9 is an explanatory diagram showing an example of reference pixel arrangement in the case of N = 5.
상기 필터 처리를 행할 때, 파티션 Pi n의 사이즈(li n×mi n)가 클수록, 입력 화상에 비직선적인 에지 등이 존재하기 쉬워지고, 중간 예측 화상의 예측 방향과의 어긋남이 생기기 쉽기 때문에, 중간 예측 화상을 평활화하는 것이 바람직하다.When the filter processing is performed, the larger the size (l i n x m i n ) of the partition P i n, the more likely the nonlinear edge or the like exists in the input image, and a deviation from the prediction direction of the intermediate predicted image occurs It is preferable to smooth the intermediate predictive image.
또한, 예측 오차의 양자화값이 클수록, 복호 화상에 생기는 양자화 왜곡이 커지고, 파티션 Pi n에 인접하고 있는 부호화 완료된 화소로부터 생성된 중간 예측 화상의 예측 정확도가 낮아지기 때문에, 파티션 Pi n을 대략적으로 표현하는 평활화한 예측 화상을 준비하는 것이 바람직하다.Further, the larger the quantization value of the prediction error, increasing the quantization distortion generated in the decoded image, the partition because adjacent the P i n the coded lowered the prediction accuracy of the intermediate predicted image generated from the pixels, with approximately the partition P i n It is preferable to prepare a smoothed predicted image to be expressed.
또한, 같은 파티션 Pi n 내의 화소에서도, 중간 예측 화상의 생성에 이용하는 파티션 Pi n에 인접하는 부호화 완료된 화소로부터 먼 화소일수록, 중간 예측 화상과 입력 화상의 사이에 에지 등의 어긋남이 생기기 쉽기 때문에, 예측 화상을 평활화하여, 어긋남이 생겼을 때의 급격한 예측 오차의 증가를 억제하도록 하는 것이 좋다.Also, in a pixel in the same partition P i n, a pixel far from the encoded pixel adjacent to the partition P i n used for generation of the intermediate predictive image is likely to have an edge or the like between the intermediate predictive image and the input image , It is preferable to smoothen the predictive image so as to suppress an abrupt increase in the prediction error when a shift occurs.
또한, 필터의 강도뿐만 아니라, 필터의 참조 화소 배치에 대해서도, 중간 예측 화상의 예측 방향에 따라 참조 화소를 적절히 배치하여, 중간 예측 화상의 에지 등의 패턴이 부자연스럽게 비뚤어져 버리지 않도록 할 필요가 있다.In addition to the filter strength as well as the reference pixel arrangement of the filter, it is necessary to arrange the reference pixels appropriately in accordance with the prediction direction of the intermediate predictive image so as not to distort the patterns such as the edge of the intermediate predictive image unnaturally.
따라서, 필터 선택 처리에서는, 하기의 4개의 파라미터(1)~(4)를 고려하여, 필터를 선택하도록 구성한다.Therefore, in the filter selection process, the filter is selected in consideration of the following four parameters (1) to (4).
(1) 파티션 Pi n의 사이즈(li n×mi n)(1) Size of partition P i n (l i n x m i n )
(2) 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터(2) The quantization parameter included in the prediction error coding parameter
(3) 중간 예측 화상의 생성시에 사용하는 부호화 완료된 화소(도 8에 나타내는 "예측에 이용하는 화소")군과 필터 처리 대상 화소의 거리(3) The distance between the group of coded pixels (the "pixel used for prediction" shown in Fig. 8) used for generating the intermediate predictive image and the pixel
(4) 중간 예측 화상을 생성했을 때의 인트라 예측 모드의 인덱스값(4) The index value of the intra prediction mode when the intermediate predictive image is generated
구체적으로는, 파티션 Pi n의 사이즈(li n×mi n)가 클수록, 양자화 파라미터에 의해 정해지는 양자화값이 클수록, 필터 처리 대상 화소가 파티션 Pi n의 왼쪽 및 위쪽에 있는 중간 예측 화상의 생성시에 사용하는 부호화 완료된 화소군과의 거리가 멀어질수록, 평활화의 강도가 강한 필터를 이용하도록, 또한, 인트라 예측 모드의 예측 방향을 고려한 필터 강도 및 참조 화소 배치가 되도록 구성한다. 즉, 상기 파라미터의 조합의 각각에 대하여, 미리 준비한 필터군 중에서 적절한 필터를 대응시켜 두는 것에 의해, 상기 파라미터에 따른 필터의 적응 선택을 실현한다.Specifically, the partition P i n the size (l i n × m i n ) is larger, the larger the quantizing value determined by the quantization parameter, the filter processing target pixel is intermediate prediction on the left side and top of the partition P i n in the A filter having a strong smoothing strength is used so that the distance from the coded pixel group used at the time of generation of an image becomes larger and the filter strength and the reference pixel arrangement are taken into account in consideration of the prediction direction of the intra prediction mode. That is, adaptive selection of the filter according to the parameter is realized by associating an appropriate filter among the filter groups prepared in advance for each combination of the parameters.
단, 필터 강도의 종류는 2종류 이상이면 몇 개이더라도 좋고, 필터의 강도의 표현으로서, 가장 약한 필터를 필터 처리 없음과 같은 처리로서 정의하더라도 좋다. 따라서, 중간 예측 화상 내의 특정 화소만 필터 처리가 행해지고, 그 이외의 화소는 가장 약한 필터 처리 즉 필터 처리 없음으로 하는 필터 처리를 구성하더라도 좋다.However, the number of types of filter strength may be two or more, and the weakest filter may be defined as a treatment such as no filter treatment as an expression of the strength of the filter. Therefore, the filter processing may be performed only on the specific pixels in the intermediate predictive image, and the other pixels may constitute the weakest filter processing, that is, the filter processing without filter processing.
또, 상기 설명에서는, 필요한 수의 필터를 미리 준비하여 두는 것을 전제로 설명하고 있지만, 상기 필터 선택 파라미터의 값에 따라 필터가 산출되도록 필터를 상기 필터 선택 파라미터의 함수로서 정의하여 이용하더라도 좋다.In the above description, it is assumed that a necessary number of filters are prepared in advance. However, a filter may be defined and used as a function of the filter selection parameter so as to calculate the filter according to the value of the filter selection parameter.
또한, 상기 설명에서는, 4개의 파라미터(1)~(4)를 고려하여, 필터를 선택하도록 구성하는 것을 나타냈지만, 4개의 파라미터(1)~(4) 중, 적어도 1개 이상의 파라미터를 고려하여, 필터를 선택하도록 구성하더라도 좋다. 일례로서는, 상기 4개의 파라미터 중 (3)과 (4)를 고려하는 경우, 인트라 예측 모드의 예측 방향에 따라 각 필터 처리 대상 화소의 예측에 이용한 화소로부터의 거리(도 8의 예에서는, 블록의 상단에 인접하는 "참조 화소"와의 거리)가 멀어질수록, 강도가 강한 필터가 선택되는 구성을 들 수 있다.In the above description, the filter is selected in consideration of the four parameters (1) to (4). However, at least one of the four parameters (1) to (4) , And a filter may be selected. As one example, when considering (3) and (4) of the above four parameters, the distance from the pixel used for prediction of each pixel to be processed with the filter according to the prediction direction of the intra-prediction mode Quot; reference pixel "adjacent to the upper end), the stronger filter is selected.
또한, 4개의 파라미터(1)~(4)는 동화상 복호 장치측에서도 기지의 파라미터이기 때문에, 상기 필터 처리를 행하는 것에 의한 부호화해야 할 부가 정보는 일절 발생하지 않는다.In addition, since the four parameters (1) to (4) are known parameters on the moving picture decoding apparatus side, no additional information to be encoded due to the filter processing is generated.
같은 수순으로, 파티션 Pi n 내의 휘도 신호의 모든 화소에 대한 예측 화소를 생성하고, 생성한 인트라 예측 화상 Pi n을 출력한다.In the same procedure, a prediction pixel for all the pixels of the luminance signal in the partition P i n is generated, and the generated intra-prediction image P i n is output.
인트라 예측 화상 Pi n의 생성에 이용된 인트라 예측 파라미터는, 비트스트림에 다중화하기 위해 가변 길이 부호화부(13)에 출력한다.The intra prediction parameters used for generating the intra prediction picture P i n are output to the variable
파티션 Pi n 내의 색차 신호에 대해서도, 휘도 신호와 같은 수순으로, 인트라 예측 파라미터(인트라 예측 모드)에 근거하는 인트라 예측 처리를 실시하고, 인트라 예측 화상의 생성에 이용된 인트라 예측 파라미터를 가변 길이 부호화부(13)에 출력한다.Intra prediction processing based on an intra prediction parameter (intra prediction mode) is performed on the color difference signals in the partition P i n in the same procedure as the luminance signal, and intra prediction parameters used for generation of the intra prediction image are subjected to variable length coding (13).
단, 색차 신호의 인트라 예측에 대해서는 상기에서 설명한 필터 처리를, 휘도 신호와 마찬가지로 행하는 것으로 하여 구성하더라도 좋고, 행하지 않는 것으로 하여 구성하더라도 좋다.However, the intra-prediction of a color difference signal may be performed by performing the filter processing described above in the same manner as the luminance signal, or may be configured not to be performed.
다음으로, 도 2의 동화상 복호 장치의 처리 내용을 설명한다.Next, processing contents of the moving picture decoding apparatus of Fig. 2 will be described.
가변 길이 복호부(51)는, 도 1의 화상 부호화 장치로부터 출력된 비트스트림을 입력하면, 그 비트스트림에 대한 가변 길이 복호 처리를 실시하여, 1프레임 이상의 픽쳐로 구성되는 시퀀스 단위 혹은 픽쳐 단위로 프레임 사이즈의 정보를 복호한다(도 4의 단계 ST21).1, the variable-
가변 길이 복호부(51)는, 도 1의 부호화 제어부(1)와 같은 수순으로, 인트라 예측 처리(프레임 내 예측 처리) 또는 움직임 보상 예측 처리(프레임간 예측 처리)가 실시될 때의 처리 단위가 되는 부호화 블록의 최대 사이즈를 결정함과 아울러, 최대 사이즈의 부호화 블록이 계층적으로 분할될 때의 상한의 계층수를 결정한다(단계 ST22).The variable
예컨대, 화상 부호화 장치에 있어서, 부호화 블록의 최대 사이즈가, 입력 화상의 해상도에 따라 결정되고 있는 경우, 먼저 복호하고 있는 프레임 사이즈 정보에 근거하여 부호화 블록의 최대 사이즈를 결정한다.For example, in the picture coding apparatus, when the maximum size of the encoding block is determined according to the resolution of the input image, the maximum size of the encoding block is determined based on the frame size information being decoded first.
또, 부호화 블록의 최대 사이즈 및 상한의 계층수를 나타내는 정보가 비트스트림에 다중화되어 있는 경우에는, 그 비트스트림으로부터 복호한 정보를 참조한다.When the information indicating the maximum size of the encoding block and the number of layers of the upper limit are multiplexed in the bitstream, information decoded from the bitstream is referred to.
비트스트림에 다중화되어 있는 최대 사이즈의 부호화 블록 B0의 부호화 모드 m(B0)에는, 최대 사이즈의 부호화 블록 B0의 분할 상태를 나타내는 정보가 포함되어 있으므로, 가변 길이 복호부(51)는, 비트스트림에 다중화되어 있는 최대 사이즈의 부호화 블록 B0의 부호화 모드 m(B0)을 복호하여, 계층적으로 분할되어 있는 각각의 부호화 블록 Bn을 특정한다(단계 ST23).Since the encoding mode m (B 0 ) of the maximum size encoded block B 0 multiplexed in the bit stream includes information indicating the division state of the maximum size encoded block B 0 , the variable
가변 길이 복호부(51)는, 각각의 부호화 블록 Bn을 특정하면, 그 부호화 블록 Bn의 부호화 모드 m(Bn)을 복호하고, 그 부호화 모드 m(Bn)에 속하고 있는 파티션 Pi n의 정보에 근거하여, 부호화 블록 Bn에 속하고 있는 파티션 Pi n을 특정한다.Variable-
가변 길이 복호부(51)는, 부호화 블록 Bn에 속하고 있는 파티션 Pi n을 특정하면, 파티션 Pi n마다, 압축 데이터, 부호화 모드, 예측 오차 부호화 파라미터, 인트라 예측 파라미터/인터 예측 파라미터를 복호한다(단계 ST24).Variable-
즉, 부호화 블록 Bn에 할당된 부호화 모드 m(Bn)이 인트라 부호화 모드인 경우, 부호화 블록에 속하고 있는 파티션 Pi n마다 인트라 예측 파라미터를 복호한다.That is, when the encoding mode m (B n ) allocated to the encoding block B n is the intra-encoding mode, the intra prediction parameters are decoded for each partition P i n belonging to the encoding block.
부호화 블록 Bn에 할당된 부호화 모드 m(Bn)이 인터 부호화 모드인 경우, 부호화 블록에 속하고 있는 파티션 Pi n마다 인터 예측 파라미터를 복호한다.When the coding mode m (B n ) assigned to the coding block B n is the inter coding mode, the inter prediction parameter is decoded for each partition P i n belonging to the coding block.
예측 처리 단위가 되는 파티션은, 또한 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되는 변환 블록 사이즈 정보에 근거하여, 변환 처리 단위가 되는 1개 내지 복수의 파티션으로 분할되고, 변환 처리 단위가 되는 파티션마다 압축 데이터(변환ㆍ양자화 후의 변환 계수)를 복호한다.The partition serving as the prediction processing unit is further divided into one or a plurality of partitions serving as conversion processing units based on the conversion block size information included in the prediction error encoding parameter and compressed data The transform coefficient after quantization).
전환 스위치(52)는, 가변 길이 복호부(51)로부터 부호화 블록 Bn에 속하고 있는 파티션 Pi n의 부호화 모드 m(Bn)이 인트라 부호화 모드인 경우(단계 ST25), 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 인트라 예측 파라미터를 인트라 예측부(53)에 출력한다.When the encoding mode m (B n ) of the partition P i n belonging to the encoding block B n is the intra-encoding mode from the variable-length decoding unit 51 (step ST 25), the
한편, 파티션 Pi n의 부호화 모드 m(Bn)이 인터 부호화 모드인 경우(단계 ST25), 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 인터 예측 파라미터를 움직임 보상 예측부(54)에 출력한다.On the other hand, when the coding mode m (B n ) of the partition P i n is the inter coding mode (step ST 25), the inter prediction parameter outputted from the variable
인트라 예측부(53)는, 전환 스위치(52)로부터 인트라 예측 파라미터를 받으면, 도 1의 인트라 예측부(4)와 같이, 프레임 내의 복호 완료된 화상 신호를 이용하여, 그 인트라 예측 파라미터에 근거하여, 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n에 대한 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인트라 예측 화상 Pi n을 생성한다(단계 ST26).When the
단, 인트라 예측부(53)는, 인트라 예측 화상 Pi n을 생성할 때, 도 1의 인트라 예측부(4)와 동일한 수법으로 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 복호에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 그 인트라 예측 화상 Pi n에 대한 필터 처리를 실시하여, 필터 처리 후의 인트라 예측 화상 Pi n을 최종적인 인트라 예측 화상으로 하고 있다.However, when generating the intra-prediction picture P i n , the
또, 상기 설명에서는, 필요한 수의 필터를 미리 준비하여 두는 것을 전제로 설명하고 있지만, 도 1의 인트라 예측부(4)가 필터 선택에 이용하는 파라미터의 상태에 따라 필터가 산출되도록 필터를 상기 파라미터의 함수로서 정의하고 있는 경우, 인트라 예측부(53)도 마찬가지로 상기 필터 처리 대상 블록의 복호에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터가 산출되도록 필터를 상기 파라미터의 함수로서 정의하도록 구성하더라도 좋다.In the above description, it is assumed that a necessary number of filters are prepared in advance. However, it is also possible to set the filter such that the filter is calculated in accordance with the state of the parameter used by the
움직임 보상 예측부(54)는, 전환 스위치(52)로부터 인터 예측 파라미터를 받으면, 움직임 보상 예측 프레임 메모리(59)에 의해 저장되어 있는 1프레임 이상의 참조 화상을 이용하여, 그 인터 예측 파라미터에 근거하여, 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n에 대한 움직임 보상 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인터 예측 화상 Pi n을 생성한다(단계 ST27).On receiving the inter prediction parameter from the
역양자화ㆍ역변환부(55)는, 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터를 이용하여, 가변 길이 복호부(51)로부터 출력된 부호화 블록에 대한 압축 데이터를 역양자화하고, 그 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 변환 블록 사이즈 단위로, 역양자화의 압축 데이터의 역변환 처리(예컨대, 역DCT(역이산 코사인 변환)나, 역KL 변환 등의 역변환 처리)를 실시하는 것에 의해, 역변환 처리 후의 압축 데이터를 복호 예측 오차 신호(압축 전의 차분 화상을 나타내는 신호)로서 가산부(56)에 출력한다(단계 ST28).The inverse quantization and
가산부(56)는, 역양자화ㆍ역변환부(55)로부터 복호 예측 오차 신호를 받으면, 그 복호 예측 오차 신호와 인트라 예측부(53) 또는 움직임 보상 예측부(54)에 의해 생성된 예측 화상을 나타내는 예측 신호를 가산하는 것에 의해 복호 화상을 생성하여, 그 복호 화상을 나타내는 복호 화상 신호를 인트라 예측용 메모리(57)에 저장함과 아울러, 그 복호 화상 신호를 루프 필터부(58)에 출력한다(단계 ST29).The
단계 ST23~ST29의 처리는, 계층적으로 분할된 모든 부호화 블록 Bn에 대한 처리가 완료될 때까지 반복 실시된다(단계 ST30).Processing in steps ST23 ~ ST29 is repeated is carried out until a hierarchical encoding process for all blocks B divided by n is completed (step ST30).
루프 필터부(58)는, 가산기(56)로부터 복호 화상 신호를 받으면, 그 복호 화상 신호에 포함되어 있는 부호화 왜곡을 보상하고, 부호화 왜곡 보상 후의 복호 화상 신호가 나타내는 복호 화상을 참조 화상으로서 움직임 보상 예측 프레임 메모리(59)에 저장한다(단계 ST31).When the decoded image signal is received from the
루프 필터부(58)에 의한 필터링 처리는, 가산기(56)로부터 출력되는 복호 화상 신호의 최대 부호화 블록 혹은 개개의 부호화 블록 단위로 행하더라도 좋고, 1화면분의 매크로 블록에 상당하는 복호 화상 신호가 출력된 후에 1화면분 합쳐 행하더라도 좋다.The filtering process by the
이상에서 분명한 것처럼, 본 실시의 형태 1에 따르면, 동화상 부호화 장치의 인트라 예측부(4)가 프레임 내의 부호화 완료된 화상 신호를 이용하여, 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인트라 예측 화상을 생성할 때, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 부호화에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시하도록 구성했으므로, 국소적으로 발생하는 예측 오차를 저감하여, 화상 품질을 높일 수 있는 효과를 얻는다.As described above, according to the first embodiment, when the
또한, 본 실시의 형태 1에 따르면, 인트라 예측부(4)가, (1) 파티션 Pi n의 사이즈(li n×mi n), (2) 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터, (3) 중간 예측 화상의 생성시에 사용하는 부호화 완료된 화소군과 필터 처리 대상 화소의 거리, (4) 중간 예측 화상을 생성했을 때의 인트라 예측 모드의 인덱스값 중에서, 적어도 1개 이상의 파라미터를 고려하여, 필터를 선택하도록 구성했으므로, 부호화 대상 화상과 상관이 높은 중간 예측 화상에 대하여, 부호화 대상 화상의 에지의 방향과 예측 방향의 사이에 약간의 어긋남이 생기거나, 에지에 약간의 비뚤어짐이 존재하거나 하는 경우에 생기는 국소적인 예측 오차를 억제하는 효과를 얻을 수 있고, 예측 효율을 개선할 수 있는 효과를 얻는다.In addition, according to the first embodiment, the
본 실시의 형태 1에 따르면, 동화상 복호 장치의 인트라 예측부(53)가 프레임 내의 복호 완료된 화상 신호를 이용하여, 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인트라 예측 화상을 생성할 때, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 복호에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시하도록 구성했으므로, 국소적으로 발생하는 예측 오차를 저감하여, 동화상 부호화 장치측에서 생성된 인트라 예측 화상과 동일한 인트라 예측 화상을 동화상 복호 장치측에서도 생성할 수 있는 효과를 얻는다.According to the first embodiment, when the
또한, 본 실시의 형태 1에 따르면, 인트라 예측부(53)가, (1) 파티션 Pi n의 사이즈(li n×mi n), (2) 예측 오차 부호화 파라미터에 포함되어 있는 양자화 파라미터, (3) 중간 예측 화상의 생성시에 사용하는 부호화 완료된 화소군과 필터 처리 대상 화소의 거리, (4) 중간 예측 화상을 생성했을 때의 인트라 예측 모드의 인덱스값 중에서, 적어도 1개 이상의 파라미터를 고려하여, 필터를 선택하도록 구성했으므로, 부호화 대상 화상과 상관이 높은 중간 예측 화상에 대하여, 부호화 대상 화상의 에지의 방향과 예측 방향의 사이에 약간의 어긋남이 생기거나, 에지에 약간의 비뚤어짐이 존재하거나 하는 경우에 생기는 국소적인 예측 오차를 억제하는 효과를 얻을 수 있고, 동화상 부호화 장치측에서 생성된 인트라 예측 화상과 동일한 인트라 예측 화상을 동화상 복호 장치측에서도 생성할 수 있는 효과를 얻는다.
In addition, according to the first embodiment, the
실시의 형태 2.Embodiment 2:
상기 실시의 형태 1에서는, 인트라 예측부(4)가, 프레임 내의 부호화 완료된 화상 신호를 이용하여, 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인트라 예측 화상을 생성할 때, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 부호화에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시하는 것에 대하여 나타냈지만, 부호화 대상의 블록과 예측 화상 사이의 제곱오차합(sum of squared error)이 최소가 되는 위너 필터(Wiener filter)를 설계하고, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서 선택하고 있는 필터를 이용하는 것보다, 상기 위너 필터를 이용하는 것이 예측 오차의 저감 정도가 높아지는 경우, 그 선택하고 있는 필터 대신에, 상기 위너 필터를 이용하여, 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시하도록 하더라도 좋다In the first embodiment, when the
이하, 구체적으로 처리 내용을 설명한다.Hereinafter, the details of the processing will be described.
상기 실시의 형태 1에서는, 인트라 예측부(4, 53)가, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 부호화에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하도록 하고 있다. 그러나, 4개의 파라미터(1)~(4)를 고려하여, 필터를 선택하는 경우, 선택 후보 중에서 적절한 필터를 선택하는 것은 가능하지만, 선택 후보 이외에 최적의 필터가 존재하는 경우에는 "최적의 필터 처리"를 행할 수 없다.In the first embodiment, the intraprediction unit (4, 53) selects a filter in accordance with the state of various parameters according to the encoding of the block to be subjected to filtering among at least one filter prepared in advance. However, when a filter is selected in consideration of the four parameters (1) to (4), it is possible to select an appropriate filter from among the selection candidates. However, when there is an optimum filter other than the selection candidates, "Can not be done.
본 실시의 형태 2에서는, 픽쳐 단위로 동화상 부호화 장치측에서, 최적의 필터를 설계하여 필터 처리를 실시함과 아울러, 그 필터의 필터 계수 등을 부호화하고, 동화상 복호 장치측에서, 그 필터 계수 등을 복호하는 것에 의해, 해당 필터를 이용한 필터 처리를 실시하도록 하고 있는 것을 특징으로 한다.In the second embodiment, an optimum filter is designed on the picture-by-picture basis on a picture-by-picture basis to perform filter processing, the filter coefficient of the filter is encoded, and the filter coefficient The filter processing using the filter is performed.
동화상 부호화 장치의 인트라 예측부(4)는, 상기 실시의 형태 1과 같이, 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n에 대한 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인트라 예측 화상 Pi n을 생성한다.The
또한, 인트라 예측부(4)는, 상기 실시의 형태 1과 같은 방법으로, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 부호화에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 이 필터를 이용하여 인트라 예측 화상 Pi n에 필터 처리를 행한다.The
인트라 예측부(4)는, 픽쳐 내의 모든 부호화 블록 Bn에서 인트라 예측 파라미터가 결정된 후, 픽쳐 내에서 같은 필터가 이용된 영역(동일한 필터 인덱스를 갖는 영역)마다, 그 영역 내의 입력 화상과 인트라 예측 화상의 제곱오차합(대상 영역 내의 평균제곱오차(mean square error))이 최소가 되는 위너 필터를 설계한다.After intra prediction parameters are determined in all the encoding blocks B n in the picture, the
위너 필터는, 중간 예측 화상 신호 s'의 자기 상관 행렬 Rs's'와, 입력 화상 신호 s와 중간 예측 화상 신호 s'의 상호 상관 행렬 Rss'에 의해, 하기의 식(4)로부터 필터 계수 w를 구할 수 있다. 행렬 Rs's', Rss'의 크기는, 구해지는 필터탭의 수에 대응한다.Wiener filters, intermediate prediction picture signal s 'auto-correlation matrix R s's' and the input image signal s and the intermediate prediction picture signal s 'of the cross-correlation matrix R ss', the filter coefficients w from the equation (4) below by Can be obtained. The sizes of the matrices R s 's and R ss' correspond to the number of filter taps to be obtained.
인트라 예측부(4)는, 위너 필터를 설계하면, 그 위너 필터를 이용하여 필터 처리를 실시한 경우의 필터 설계 대상 영역 내의 제곱오차합을 D1, 그 위너 필터에 따른 정보(예컨대, 필터 계수)를 부호화했을 때의 부호량을 R1, 상기 실시의 형태 1과 같은 방법으로 선택하고 있는 필터를 이용하여 필터 처리를 실시한 경우의 필터 설계 대상 영역 내의 제곱오차합을 D2로 하여, 하기의 식(5)가 성립하는지 여부를 확인한다.When the Wiener filter is designed, the
단, λ는 상수이다.However,? Is a constant.
인트라 예측부(4)는, 식(5)가 성립하는 경우, 상기 실시의 형태 1과 같은 방법으로 선택하고 있는 필터 대신에, 그 위너 필터를 이용하여 필터 처리를 실시한다.When the equation (5) is satisfied, the
한편, 식(5)가 성립하지 않는 경우, 상기 실시의 형태 1과 같은 방법으로 선택하고 있는 필터를 이용하여 필터 처리를 실시한다.On the other hand, when the equation (5) is not satisfied, the filter process is performed using the filter selected in the same manner as in the first embodiment.
여기서는, 제곱오차합 D1, D2를 이용하여 평가하고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 제곱오차합 D1, D2 대신에, 오차의 절대값합 등의 다른 예측의 왜곡을 나타내는 척도를 이용하여 평가하도록 하더라도 좋다.Here, the evaluation is performed using the squared error sum D1 or D2. However, the present invention is not limited to this, and even if the evaluation is made using a scale indicating distortion of another prediction such as an absolute value sum of errors instead of the squared error sum D1 or D2 good.
인트라 예측부(4)는, 위너 필터를 이용하여 필터 처리를 실시하는 경우, 그 위너 필터의 필터 계수나, 어느 인덱스의 필터를, 위너 필터로 치환하고 있는지는 나타내는 필터 갱신 정보가 필요하게 된다.When the filter processing is performed using the Wiener filter, the
구체적으로는, 필터 선택 파라미터를 이용한 필터 처리에 의해 선택 가능한 필터의 수를 L로 하고, 각 필터에 0~L-1의 인덱스를 할당하는 경우, 각각의 인덱스에 대하여, 설계한 위너 필터를 이용하는 경우에는 "1", 미리 준비되어 있는 필터를 이용하는 경우에는 "0"의 값을, 필터 갱신 정보로서 부호화할 필요가 있다.Specifically, when the number of selectable filters is set to L by the filter processing using the filter selection parameter and the indexes of 0 to L-1 are assigned to the respective filters, the designed Wiener filter is used for each index Quot; 1 "in the case of using a filter prepared in advance, and" 0 "in the case of using a filter prepared in advance, as the filter update information.
가변 길이 부호화부(13)는, 인트라 예측부(4)로부터 출력된 필터 갱신 정보를 가변 길이 부호화하여, 그 필터 갱신 정보의 부호화 데이터를 비트스트림에 다중화한다.The variable
여기서는, 픽쳐 내에서 같은 필터가 이용된 영역마다, 그 영역 내의 입력 화상과 예측 화상의 평균제곱오차가 최소가 되는 위너 필터를 설계하는 것을 나타냈지만, 픽쳐 단위가 아닌 다른 특정 영역 단위로, 같은 필터가 이용된 영역마다, 그 영역 내의 입력 화상과 예측 화상의 평균제곱오차가 최소가 되는 위너 필터를 설계하도록 구성하더라도 좋고, 어느 특정 픽쳐만, 필터 설계를 행하도록 하거나, 특정 조건에 해당하는 경우(예컨대, 신 체인지(scene change) 검출 기능을 부가하고, 신 체인지가 검출된 픽쳐의 경우)에 한해, 상기 필터 설계를 행하도록 하거나 하더라도 좋다.Herein, the Wiener filter is designed to minimize the mean square error between the input image and the predicted image within the area for each area in which the same filter is used in the picture. However, in a specific area unit other than the picture unit, A Wiener filter may be designed so that the mean square error between the input image and the predicted image within the region is minimized for each region where the image is used. For example, the filter design may be performed only when a scene change detection function is added and the scene change is detected).
동화상 복호 장치의 가변 길이 복호부(51)는, 비트스트림에 다중화되어 있는 부호화 데이터로부터 필터 갱신 정보를 가변 길이 복호한다.The variable
인트라 예측부(53)는, 상기 실시의 형태 1과 같이, 부호화 블록 Bn의 파티션 Pi n에 대한 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 인트라 예측 화상 Pi n을 생성한다.The
인트라 예측부(53)는, 가변 길이 복호부(51)로부터 필터 갱신 정보를 받으면, 그 필터 갱신 정보를 참조하여, 해당하는 인덱스의 필터에서의 갱신의 유무를 확인한다.Upon receiving the filter update information from the variable
인트라 예측부(53)는, 그 확인의 결과, 어느 영역의 필터가, 위너 필터로 치환되어 있는 경우, 그 필터 갱신 정보에 포함되어 있는 위너 필터의 필터 계수를 읽어내어, 그 위너 필터를 특정하고, 그 위너 필터를 이용하여, 인트라 예측 화상 Pi n의 필터 처리를 실시한다.As a result of the check, the
한편, 위너 필터로 치환되어 있지 않은 영역에서는, 상기 실시의 형태 1과 같은 방법으로 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 인트라 예측 화상 Pi n의 필터 처리를 실시한다.On the other hand, in a region that is not replaced with the Wiener filter, a filter is selected in the same manner as in the first embodiment, and filter processing of the intra-prediction image P i n is performed using the filter.
이상에서 분명한 것처럼, 본 실시의 형태 2에 따르면, 부호화 대상의 블록과 예측 화상 사이의 제곱오차합이 최소가 되는 위너 필터를 설계하고, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서 선택하고 있는 필터를 이용하는 것보다, 그 위너 필터를 이용하는 것이 예측 오차의 저감 정도가 높아지는 경우, 그 선택하고 있는 필터 대신에, 그 위너 필터를 이용하여, 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시하도록 구성했으므로, 상기 실시의 형태 1보다 국소적으로 발생하는 예측 오차를 더 저감할 수 있는 효과를 얻는다.As described above, according to the second embodiment, it is possible to design a Wiener filter that minimizes the sum of squared errors between a block to be coded and a predictive image, and to use a filter that selects one or more filters prepared in advance In the case where the degree of reduction in the prediction error is increased by using the Winner filter, the filter processing for the predictive image is performed using the Winner filter instead of the selected filter. Therefore, The prediction error that occurs locally can be further reduced.
또, 본원 발명은 그 발명의 범위 내에 있어서, 각 실시의 형태의 자유로운 조합, 혹은 각 실시의 형태의 임의의 구성 요소의 변형, 또는 각 실시의 형태에 있어서 임의의 구성 요소의 생략이 가능하다.
It is to be noted that the present invention can be freely combined with each embodiment, or any component of each embodiment, or any component in each embodiment can be omitted within the scope of the invention.
(산업상이용가능성)(Industrial applicability)
이상과 같이, 본 발명에 따른 동화상 부호화 장치, 동화상 복호 장치, 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호 방법은, 인트라 예측 수단이 프레임 내의 부호화 완료된 화상 신호를 이용하여, 프레임 내 예측 처리를 실시하는 것에 의해 예측 화상을 생성할 때, 미리 준비되어 있는 하나 이상의 필터 중에서, 필터 처리 대상 블록의 부호화에 따른 각종 파라미터의 상태에 따라 필터를 선택하고, 그 필터를 이용하여, 예측 화상에 대한 필터 처리를 실시하여, 필터 처리 후의 예측 화상을 차분 화상 생성 수단에 출력하도록 구성했으므로, 동화상을 고효율로 부호화를 행하는 동화상 부호화 장치 및 동화상 부호화 방법과, 고효율로 부호화되어 있는 동화상을 복호하는 동화상 복호 장치 및 동화상 복호 방법 등에 이용하는 것에 적합하다.
As described above, in the moving picture coding apparatus, the moving picture decoding apparatus, the moving picture coding method, and the moving picture decoding method according to the present invention, the intra prediction unit performs intra frame prediction processing using the coded image signal in the frame, A filter is selected in accordance with the state of various parameters according to the encoding of the block to be filtered out of one or more filters prepared in advance and subjected to filter processing on the predictive image using the filter, And outputs the predicted image after the processing to the difference image generation means, it is possible to use the moving picture coding apparatus and the moving picture coding method for coding the moving picture with high efficiency, the moving picture decoding apparatus and the moving picture decoding method for decoding the moving picture encoded with high efficiency Suitable.
1 : 부호화 제어부(부호화 제어 수단)
2 : 블록 분할부(블록 분할 수단)
3 : 전환 스위치(인트라 예측 수단, 움직임 보상 예측 수단)
4 : 인트라 예측부(인트라 예측 수단)
5 : 움직임 보상 예측부(움직임 보상 예측 수단)
6 : 감산부(차분 화상 생성 수단)
7 : 변환ㆍ양자화부(화상 압축 수단)
8 : 역양자화ㆍ역변환부
9 : 가산부
10 : 인트라 예측용 메모리
11 : 루프 필터부
12 : 움직임 보상 예측 프레임 메모리
13 : 가변 길이 부호화부(가변 길이 부호화 수단)
51 : 가변 길이 복호부(가변 길이 복호 수단)
52 : 전환 스위치(인트라 예측 수단, 움직임 보상 예측 수단)
53 : 인트라 예측부(인트라 예측 수단)
54 : 움직임 보상 예측부(움직임 보상 예측 수단)
55 : 역양자화ㆍ역변환부(차분 화상 생성 수단)
56 : 가산부(복호 화상 생성 수단)
57 : 인트라 예측용 메모리
58 : 루프 필터부
59 : 움직임 보상 예측 프레임 메모리1: encoding control unit (encoding control means)
2: block division unit (block division means)
3: conversion switch (intra prediction means, motion compensation prediction means)
4: Intra prediction unit (intra prediction means)
5: motion compensation prediction unit (motion compensation prediction unit)
6: subtraction section (difference image generation means)
7: conversion / quantization unit (image compression means)
8: Inverse quantization / inverse transform unit
9: Addition section
10: Intra prediction memory
11: Loop filter section
12: Motion compensation prediction frame memory
13: variable length coding unit (variable length coding means)
51: variable length decoding unit (variable length decoding means)
52: conversion switch (intra prediction means, motion compensation prediction means)
53: Intra prediction unit (intra prediction means)
54: motion compensation prediction unit (motion compensation prediction unit)
55: an inverse quantization / inverse transform unit (difference image generation means)
56: adder (decoded image generating means)
57: Intra prediction memory
58: Loop filter section
59: Motion compensation prediction frame memory
Claims (5)
상기 인트라 예측 수단은, 인트라 예측의 종류를 나타내는 인트라 예측 파라미터에 따라 참조 화소로부터 예측값을 산출하는 것에 의해 상기 블록의 인트라 예측 화상을 생성하고, 상기 인트라 예측 파라미터에 따라 상기 블록의 인트라 예측 화상에 대한 필터 처리를 상기 인트라 예측 화상의 적어도 어느 화소에 행하는
것을 특징으로 하는 화상 복호 장치.
And intra prediction means for performing intra-frame prediction processing on each block to generate an intra-prediction picture when the coding mode for the block serving as the prediction processing unit is the intra-coding mode,
Wherein the intra prediction unit generates an intra prediction image of the block by calculating a prediction value from a reference pixel in accordance with an intra prediction parameter indicating the type of intra prediction and generates an intra prediction image for the intra prediction image of the block in accordance with the intra prediction parameter The filter processing is performed on at least one of the pixels of the intra prediction picture
And outputs the image data.
상기 인트라 예측 처리 단계에서는, 인트라 예측의 종류를 나타내는 인트라 예측 파라미터에 따라 참조 화소로부터 예측값을 산출하는 것에 의해 상기 블록의 인트라 예측 화상을 생성하고, 상기 인트라 예측 파라미터에 따라 상기 블록의 인트라 예측 화상에 대한 필터 처리를 상기 인트라 예측 화상의 적어도 어느 화소에 행하는
것을 특징으로 하는 화상 복호 방법.
And an intra prediction processing step of performing an intra-frame prediction process for each block to generate an intra-prediction picture when the coding mode for the block serving as a unit of prediction processing is the intra-coding mode,
Wherein the intra prediction processing step generates an intra prediction image of the block by calculating a prediction value from a reference pixel in accordance with an intra prediction parameter indicating the type of intra prediction and outputs the intra prediction image to the intra prediction image of the block Predictive image to the at least one pixel of the intra-prediction picture
And decodes the image data.
상기 인트라 예측 수단은, 인트라 예측의 종류를 나타내는 인트라 예측 파라미터에 따라 참조 화소로부터 예측값을 산출하는 것에 의해 상기 블록의 인트라 예측 화상을 생성하고, 상기 인트라 예측 파라미터에 따라 상기 블록의 인트라 예측 화상에 대한 필터 처리를 상기 인트라 예측 화상의 적어도 어느 화소에 행하는
것을 특징으로 하는 화상 부호화 장치.
And intra prediction means for performing intra-frame prediction processing on each block to generate an intra-prediction picture when the coding mode for the block serving as the prediction processing unit is the intra-coding mode,
Wherein the intra prediction unit generates an intra prediction image of the block by calculating a prediction value from a reference pixel in accordance with an intra prediction parameter indicating the type of intra prediction and generates an intra prediction image for the intra prediction image of the block in accordance with the intra prediction parameter The filter processing is performed on at least one of the pixels of the intra prediction picture
Wherein the picture coding apparatus is a picture coding apparatus.
상기 인트라 예측 처리 단계에서는, 인트라 예측의 종류를 나타내는 인트라 예측 파라미터에 따라 참조 화소로부터 예측값을 산출하는 것에 의해 상기 블록의 인트라 예측 화상을 생성하고, 상기 인트라 예측 파라미터에 따라 상기 블록의 인트라 예측 화상에 대한 필터 처리를 상기 인트라 예측 화상의 적어도 어느 화소에 행하는
것을 특징으로 하는 화상 부호화 방법.And an intra prediction processing step of performing an intra-frame prediction process for each block to generate an intra-prediction picture when the coding mode for the block serving as a unit of prediction processing is the intra-coding mode,
Wherein the intra prediction processing step generates an intra prediction image of the block by calculating a prediction value from a reference pixel in accordance with an intra prediction parameter indicating the type of intra prediction and outputs the intra prediction image to the intra prediction image of the block Predictive image to the at least one pixel of the intra-prediction picture
Wherein the picture coding method is a picture coding method.
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